Control de flujo en tuberías de polietileno.

Las tuberías de polietileno se encuentran en la mayoría de las instalaciones de distribución de gas. Si bien ofrecen longevidad y durabilidad, aún se requieren mantenimiento y reparaciones. Este artículo identifica el mejor método para el control y aislamiento del flujo, analizando las ventajas y limitaciones de cada uno.

Cuando las tuberías de polietileno (PE) se introdujeron por primera vez en la distribución de gas a finales de la década de 1960, ofrecieron una mejora significativa en términos de rentabilidad, durabilidad y facilidad de instalación. Desde entonces, las tuberías de PE han pasado a dominar el panorama de los sistemas de distribución de gas. En EE.UU. y Canadá, más del 90% de los sistemas de distribución de gas natural utilizan tuberías de PE en sus instalaciones. Los tubos de PE también se utilizan en la mayoría de las instalaciones de Australia y se utilizan cada vez más en tuberías de todo el mundo.

Las ventajas de las tuberías de PE en la distribución de gas son claras en comparación con los sistemas de tuberías metálicas tradicionales. A diferencia de los tubos metálicos, los tubos de PE no son susceptibles a la corrosión ni a la oxidación y son extremadamente resistentes a las grietas causadas por las influencias ambientales. Como las tuberías de PE son livianas, flexibles y fáciles de almacenar, la instalación y el mantenimiento de los sistemas de distribución se simplifican drásticamente en comparación con las tuberías metálicas. Las tuberías de PE requieren menos energía para fabricarse que los productos de tuberías metálicas y su longevidad las hace más rentables.

Si bien las tuberías de PE ofrecen mayor longevidad y durabilidad, ocasionalmente es necesario realizar mantenimiento o reparaciones de emergencia. Desde reemplazos de accesorios y juntas antiguos hasta proyectos de reubicación de líneas o instalaciones de válvulas de aislamiento, es esencial que las empresas de servicios públicos puedan aislar el flujo en las líneas de distribución de PE. Existen varios métodos para hacer esto y cada uno tiene sus fortalezas y debilidades en términos de eficiencia, confiabilidad e impacto a largo plazo en un sistema de tuberías de PE.

Si bien existen varias formas establecidas de controlar y detener el flujo en las tuberías de PE, han surgido nuevas técnicas que vale la pena considerar. A continuación se presentan algunas opciones y las ventajas y desventajas que deberían ayudar a los usuarios a evaluar el mejor método para su canalización de PE.

Apretando Debido a las cualidades flexibles y resistentes de las tuberías de PE, el exprimido o exprimido se estableció hace varias décadas como un medio eficaz de control de flujo. El prensado se realiza comprimiendo el tubo de PE entre barras paralelas; El cierre completo se logra cuando las superficies interiores hacen contacto. Si bien la técnica es simple, requiere herramientas de compresión especialmente diseñadas que deben calibrarse según el diámetro específico y la relación de dimensiones estándar de la tubería. El equipo y el rendimiento adecuados permiten que el procedimiento se realice de manera efectiva sin causar daños a largo plazo a la tubería.

Ventajas: Las redes de distribución de gas PE tienen válvulas de aislamiento en ubicaciones críticas, lo que permite aislar secciones del sistema para mantenimiento. La compresión permite un aislamiento localizado cuando las válvulas de aislamiento existentes son insuficientes para realizar el mantenimiento o las reparaciones de emergencia. Vale la pena mencionar aquí que el exprimido también es una técnica útil de control de flujo para realizar uniones de instalación.

La robustez y flexibilidad del polietileno permite que la tubería recupere su diámetro original cuando se sueltan las herramientas de compresión sin ningún daño estructural.

En comparación con el control de flujo en sistemas de distribución de metales, el exprimido ofrece ventajas considerables en términos de velocidad y coste. Con el equipo adecuado, la compresión se puede realizar muy rápidamente, lo que reduce los costos de mantenimiento y reduce al mínimo las interrupciones del servicio.

Limitaciones: si se utiliza el equipo incorrecto, o si el equipo correcto se usa de manera inapropiada, puede causar una tensión inaceptable en la tubería. La compresión sólo se puede realizar de forma segura una vez en una sola zona; El control de flujo repetido requiere una técnica de aislamiento diferente o la instalación de una válvula. Todos los demás métodos para controlar y detener el flujo se pueden realizar repetidamente, ya que el punto de entrada que se ha aprovechado en una tubería se puede reutilizar fácilmente según sea necesario.

La compresión sólo es adecuada para cerrar completamente el flujo. No es posible estrangular o controlar el flujo parcial mediante compresión y pueden producirse algunas filtraciones en tuberías más grandes o en algunas situaciones de alta presión. En estos casos, se pueden realizar dos expulsiones y todo el mantenimiento se realiza después de la segunda expulsión. Si se requiere flujo de tubería aguas abajo, se deben instalar accesorios de derivación adicionales ya que el exprimido no tiene capacidad de derivación integral como en la parada de línea u otros métodos.

Aislamiento de embolsado La técnica de aislamiento del embolsado se realiza mediante el despliegue de una silla mecánica equipada con una válvula integral. Con este método, se establece un punto de entrada mediante perforación con grifo en caliente y la bolsa se inserta utilizando un tubo de bolsa que está conectado al sillín. En muchos casos, se instalan dos bolsas en serie para crear un doble bloqueo y aislamiento de purga.

Ventajas: en comparación con el prensado, el ensacado no implica ninguna deformación del tubo de PE. El embolsado no presenta riesgo de daño o falla de la tubería asociado con un desempeño inadecuado del exprimido para aislar el flujo. También reduce el área requerida para excavación cuando se realiza un procedimiento de control de flujo.

Limitaciones: el aislamiento de la bolsa puede provocar una falla si la bolsa explota durante el procedimiento de control de flujo. El factor de riesgo de falla de la bolsa está asociado con el diámetro y la presión de operación de la tubería; las tuberías más grandes y de mayor presión conllevan un mayor riesgo de explosión. La falla de la bolsa también puede deberse a un error del operador o si los materiales están en malas condiciones.

Debido al riesgo de falla de la bolsa, el control del flujo mediante el aislamiento de la bolsa es adecuado sólo en aplicaciones de baja presión. Se recomiendan procedimientos de doble bloqueo y purga para mitigar el riesgo de falla de la bolsa, pero una falla de ambas bolsas podría resultar en la liberación de una cantidad sustancial de gas aguas abajo. Las tuberías de PE presentan un riesgo adicional en comparación con los sistemas metálicos: las paredes interiores lisas de las tuberías de PE proporcionan menos agarre al material de la bolsa, lo que introduce la posibilidad de que una o más bolsas se deslicen debido a diferencias de presión.

Aislamiento de embolsado híbrido: Iris La técnica híbrida de aislamiento de ensacado/detención del flujo del iris utiliza el ensacado con la adición de soportes metálicos para las bolsas infladas. El ventilador metálico Iris se inserta en el tubo en su posición cerrada y se puede abrir para soportar completamente la bolsa inflada.

Ventajas: el aislamiento híbrido admite mayores presiones operativas y diámetros más grandes que conllevarían un riesgo de falla de la bolsa sin la introducción del iris metálico.

Limitaciones: este método solo aumenta el diámetro aceptable de la tubería y la presión de operación para un rendimiento seguro. El aislamiento híbrido todavía no es seguro para operaciones de alta presión.

Abrazaderas de reparación En algunos casos, se utilizan abrazaderas de banda de tipo envolvente para reforzar el espesor de la pared después de apretar una tubería de PE. También se pueden usar abrazaderas de reparación para cubrir perforaciones accidentales o conexiones de líneas de servicio abandonadas. Las abrazaderas de reparación en tuberías de PE pueden ayudar a mantener la integridad estructural.

Ventajas: las abrazaderas de reparación pueden ofrecer un medio conveniente, eficaz y seguro para restaurar la integridad de una tubería en servicio, sin cortar una sección de tubería. Estas abrazaderas también pueden ayudar a reforzar el espesor de la pared después de realizar un procedimiento de compresión.

Limitaciones: las circunstancias en las que las abrazaderas de reparación se pueden utilizar de forma segura y eficaz son extremadamente limitadas. Las abrazaderas de reparación son solo temporales y solo se pueden implementar en áreas donde la tubería puede mantener su integridad estructural.

parada de línea La técnica más nueva para el control de flujo en los sistemas de distribución de gas PE es la detención de líneas. Sirviendo como válvula de control o temporal, se inserta un sistema de parada de línea en la tubería mediante una conexión de grifo caliente. Para detener el flujo de gas en la tubería, el tapón de línea y su alojamiento se unen a una válvula de entrada y se bajan mecánicamente dentro de la tubería. Una vez completado el procedimiento, se retira el tapón de la línea y se utiliza un tapón integral para sellar la conexión del grifo de agua caliente.

Ventajas: la parada de línea permite realizar procedimientos de control de flujo en situaciones de gran diámetro y alta presión, brindando mayores posibilidades de operaciones en comparación con los sistemas de ensacado o aislamiento híbrido. Los sistemas modernos de parada de línea permiten la derivación de máquina a máquina, lo que elimina la necesidad de accesorios de derivación externos en muchas situaciones. La detención de líneas también reduce la huella de excavación en comparación con otros métodos, lo que puede ser un beneficio crítico cuando el tamaño de la excavación debe mantenerse pequeño debido al entorno urbano o la infraestructura existente.

Además de la amplia gama de aplicaciones para equipos de detención de líneas, la técnica de taponamiento elimina el potencial de daño estructural asociado con procedimientos de compresión inadecuados.

Limitaciones: si bien no es exactamente una limitación, pero es digno de mención, los sistemas de parada de línea de primera generación tenían una aplicación limitada debido a su gran peso y no fueron diseñados específicamente para su uso en tuberías de PE. Los accesorios de electrofusión de PE tuvieron que desarrollarse con clasificaciones de presión compatibles con los sistemas de gas de PE antiguos y actuales. Los sistemas de parada de líneas de PE modernos y avanzados son más livianos y están dedicados específicamente a tuberías de PE. Los sistemas de parada de línea son similares en peso a las grandes herramientas exprimidoras y otros sistemas.

En conclusión, dado que las tuberías de PE siguen comprendiendo la mayoría de las instalaciones de distribución de gas en América del Norte y en todo el mundo, es importante identificar el mejor método para el control y aislamiento del flujo. Cada técnica de control de flujo, exprimido, ensacado, aislamiento híbrido, reparación de abrazaderas y detención de líneas, tiene ventajas y limitaciones. Se debe considerar cuidadosamente el contexto de un procedimiento de control de flujo de PE al determinar el mejor método, particularmente en lo que respecta al diámetro de la tubería y la presión de operación.