Aislamientos individuales para aplicaciones de bajo riesgo, como reparación y mantenimiento de válvulas
Aislamientos secundarios en los que es necesario romper una línea y solo existe un único aislamiento
Aislamientos en una sección de tubería (tanto en el suelo como bajo tierra y bajo el mar)
La teoría básica detrás de un “tapón de congelación” es el enfriamiento de la pared exterior de la tubería hasta tal punto que su contenido (generalmente agua) forma un tapón dentro de la tubería, adhiriéndose a la pared y creando un aislamiento sólido. Las pruebas se han llevado a cabo con tapones que contienen más de 8.000 psi. Para lograr la congelación, se coloca una “camisa” (intercambiador de calor criogénico) alrededor de la tubería y se hace circular líquido, generalmente nitrógeno líquido, en su interior. Las camisas anteriores eran esencialmente un espacio vacío contenido donde el nitrógeno líquido entraba en contacto directo con la tubería; Las chaquetas modernas funcionan más según el principio de un intercambio de calor, con el nitrógeno líquido circulando a través de las venas de la chaqueta. La longitud de la cubierta suele ser el doble del diámetro de la tubería y aproximadamente una pulgada de grosor.
A baja temperatura, aumenta el módulo elástico de los materiales. En general, la resistencia a la tracción y el límite elástico aumentan a medida que disminuye la temperatura. Por lo tanto, no hay riesgo adicional de que la tubería se tire o se doble lentamente a baja temperatura. Sin embargo, debido al aumento de la fragilidad a baja temperatura, se debe evitar cualquier impacto en la tubería.
Dado que la mayoría de las tuberías de acero inoxidable están diseñadas para condiciones criogénicas, la exposición a bajas temperaturas durante el tapón de congelación no creará ningún riesgo para su metalurgia.
En muchos casos, se requieren aislamientos, en los que no hay un medio interno para congelar. Las aplicaciones más comunes para este proceso son:
Los sistemas de agua de gel reticulado son ideales como medio para permitir la creación de un tapón de congelación de doble bloqueo y purga estable. Estos sistemas emplean un gel a base de agua de alta viscosidad que, debido a su naturaleza cohesiva, puede desplazar el aceite o llenar un espacio vacío en una línea de gas. El gel en sí es un producto biodegradable adaptado de la industria alimentaria y no requiere ninguna manipulación especial para su inyección o eliminación. Debido a la viscosidad extremadamente alta del gel, no se comporta como un líquido convencional y se extiende por el fondo de la tubería, sino que forma un montículo. Después de la primera inyección, el fluido gelificado permanecerá como un montículo elevado, probablemente llenando hasta el 45-65% del área de la sección transversal de la tubería por debajo del punto de inyección. El espacio vacío restante se llenará con gel durante las inyecciones posteriores.
La ubicación de un tapón de congelación se selecciona cuidadosamente para garantizar que los sitios de la camisa de congelación estén libres de soldaduras o cualquier tipo de daño o tensión en la tubería. El sitio elegido también debe tener un accesorio o válvula entre las ubicaciones previstas de la chaqueta para permitir la inyección de gel, la prueba de presión de los tapones y el monitoreo continuo de la presión durante la operación. Una vez que se ha inspeccionado y limpiado la tubería, las camisas de congelación se instalan a ambos lados del punto de inyección y se conectan al suministro de nitrógeno mediante una manguera criogénica.
La congelación de tuberías se puede completar en los materiales de tuberías más comunes, tales como:
Las ubicaciones que pueden requerir servicios de congelación de tuberías incluyen, entre otras:
