VÁLVULA DE TAPÓN EXPANDIBLE DE DOBLE BLOQUEO Y PURGA (DB&B - PLUG VALVE DOUBLE BLOCK AND BLEED)

¿Cómo mejorar técnicamente las válvulas de un terminal, obteniendo mayor seguridad y ahorro?

Una simple medida como mejorar técnicamente las válvulas de un terminal, no solo hace el trabajo diario de un ingeniero más seguro, sino que también ahorra tiempo y dinero.

Muchos terminales construidos décadas atrás han dejado de cumplir las necesidades de flexibilidad de las operaciones de hoy en términos de manejo de producto, velocidad de operación y tecnología moderna.

En la mayoría de los casos la única opción para un rediseño es una completa reconstrucción. Esto no solo es costoso, sino que también requeriría clientes que encuentren otra capacidad de almacenamiento durante el periodo de inactividad.

Oiltanking Copenhagen (OTC) es un terminal típico situado en Dinamarca construido en etapas desde 1960 hasta 1972. OTC tiene una capacidad de almacenamiento cerca de 390,000 m3 en tanques desde 1,000 m3 hasta 16,500 m3. Los clientes incluyen las operaciones regionales de Escandinavia y el Báltico. OTC maneja productos como el combustible de Jet A1 diesel, petróleo y VGO.

El corazón del terminal OTC, el sistema de manifolds, es un sistema de tuberías de 250 mm (DN250)   para bombeo y DN300 para succión. Las válvulas usadas en el manifold son válvulas de compuerta y para asegurarse que nada se salga cuando la válvula de compuerta esta en posición cerrada, OTC también usa discos de obturación. Los discos de obturación son usados dado que las válvulas de compuerta no hacen un sellado del 100% y no hay posibilidad para verificar que las válvulas sellan según lo requerido. Usando discos de obturación se evitan mezclas no intencionales y desperdicio innecesario de producto.

La secuencia de trabajo cuando se cierra una válvula es:

Cerrar la válvula de compuerta. Desempernar las bridas. Vaciar el área entre la válvula y el disco de obturación para el producto.

Girar el disco de obturación. Empernar las bridas.

Este procedimiento normalmente se realiza con 2 personas en un tiempo de 30 a 45 minutos, además cierto volumen de producto es liberado y recuperado en cada operación.

Hoy en día una de las principales consideraciones cuando se diseñan los sistemas de manifolds son las condiciones de trabajo seguras y el fácil acceso para los trabajadores. La tubería en OTC sin embargo, no fue originalmente diseñada para fácil acceso y las duras condiciones de tiempo en Escandinavia hacen estas posiciones de trabajo aún menos placenteras.

Los sistemas de manifolds han sido expandidos durante años e incluyen válvulas de compuerta de diferentes dimensiones cara a cara.  En el 2010 OTC decidió revisar qué podría hacerse para mejorar el sistema de manifods de forma que este incluya:

Cumplir con los requerimientos de los clientes por productos limpios certificados. Verificación del sellado de las válvulas. Minimizar la pérdida de producto. Mejorar las condiciones de seguridad cuando se están operando las válvulas.

Los requerimientos de los clientes de hoy son diferentes a los de 1970. Hoy productos certificados como el combustible de Jet A1 con contenido de azufre de más de 5000 ppm, son manejados en los mismos terminales donde se maneja el ULSD con 5 - 7% FAME (bio contenido) y con contenido de azufre de 10 ppm.  Si estos productos se mezclan de alguna manera, el azufre contenido en el ULSD podría alcanzar un nivel  inaceptable o el combustible certificado Jet A1 podría contaminarse con FAME y la certificación de los productos estar comprometida. Ambos escenarios son inaceptables para un operador de terminal.

Una forma fácil y segura para verificar el sellado de una válvula es usar una válvula de tapón expandible de doble bloqueo y purga (DB&B). Después que la válvula esta en posición cerrada el operador puede verificar la operación de la válvula por medio del sistema de purga. Toma menos de un minuto cerrar la válvula y otro minuto que el operador haya verificado que la válvula esta sellada como se supone.

Sin embargo en este caso, las válvulas de compuerta instaladas tienen diferentes dimensiones cara a cara de forma que las válvulas compuerta no pueden ser reemplazadas con válvulas estándar de tapón expandible de doble bloqueo y purga.

Por lo tanto OTC buscó reemplazar el existente sistema de manifolds incluyendo válvulas y tubería. Para minimizar el tiempo de inoperatividad, las secciones del manifold normalmente serían construidas fuera del terminal con dimensiones estándar cara a cara para válvulas de tapón expandible de doble bloqueo y purga, y luego cuando estuvieran listas, el existente sistema manifold seria desensamblado y las nuevas secciones levantadas en el lugar. OTC no podía justificar el total de costos o la duración del tiempo de inoperatividad para tal proyecto.

OTC ha probado previamente la válvula de tapón de doble bloqueo y purga de Omnivalve y la ha encontrado fiable dando el aislamiento requerido.

La válvula OMNISEAL de tapón expandible de doble bloqueo y purga tiene un tapón encajado, el cual en la posición de cierre fuerza 2 slips con sellado vulcanizado suave hacia el área del asiento del cuerpo. Esto le da un sellado hermético.

El sistema de purga permite que el operador verifique que nada se salga de la válvula. Al mismo tiempo hay un sistema automático diferencial térmico de liberación (ADTR), el cual cuando la válvula esta en posición de cierre libera una presión térmica acumulada que excede los 25 psi. Si el sistema ADTR no estuviera presente, habría un riesgo de acumulación de presión, el cual al final evitaría que el actuador realizara la apertura normal de una válvula debido al alto torque requerido para esto.

 

OTC y OMNI han discutido las diferentes opciones disponibles para actualizar la parte más crítica del sistema de manifolds de petróleo y combustible aéreo A1. La decisión fue que sería la mejor opción una válvula de tapón expandible de doble bloqueo y purga.

Después de inspeccionar el manifold y la válvula de compuerta en el lugar, la necesidad de válvulas en el sistema de manifolds fue 26pc DN250 con diferentes dimensiones cara a cara desde 386mm hasta 456mm y 33pc DN300 con diferentes dimensiones cara a cara desde 388mm hasta 503mm. Ambos DN250 y DN 300 estuvieron todos bridados DIN. Los patrones estándar de Omniseal DB&B válvula de tapón expandible fueron más cortos que las dimensiones medidas cara a cara de las válvulas de compuerta. Las siguientes opciones estuvieron disponibles para cubrir las necesidades de OTC:

Válvulas con dimensión estándar cara a cara con bridas perforadas bajo norma DIN y luego OTC arreglará la tubería y soldadura de nuevas bridas en el manifold.

Válvulas con dimensión estándar cara a cara con bridas perforadas bajo norma DIN y espaciadores para alcanzar las dimensiones requeridas.

Nuevos patrones con las dimensiones entre caras requeridas (seis nuevos patrones). Una combinación de las 3 posibilidades anteriores.

La primera opción fue desestimada dado que esto requería demasiado corte y soldadura en el manifold y que llevaría todos los costos a un nivel inaceptable.

Después de revisar en los costos de otras posibilidades OTC decidió utilizar una combinación de espaciadores y nuevos patrones de válvula. OTC usaría espaciadores en las válvulas donde hubiera solo pocas válvulas con una dimensión específica cara a cara. Para las dimensiones que tenían más válvulas con la misma dimensión cara a cara, fue financieramente justificable desarrollar nuevos patrones.  Omni terminó con un total de cuatro nuevos patrones y 12 espaciadores para cubrir las 59 válvulas. El tiempo de entrega aceptado por las partes fue de 5 meses.

Cada válvula tiene un número de etiqueta y cada uno fue diseñado y entregado con el volante dando frente al puente del manifold para fácil acceso a la operación.

Después de que las válvulas fueron entregadas con el sistema de pintura especificado por OTC, las válvulas fueron instaladas.

 

Hoy en día la vida diaria del operador de OTC es mucho más fácil. El operador no tiene que pasar horas fuera empernando y desempernando bridas y discos de obturación en comprometedoras posiciones de trabajo. Ahora el operador entra al puente y gira el volante y después de menos de medio minuto la válvula esta cerrada y el sellado de la válvula puede ser verificado por medio del sistema de purga. Los días de pérdida de producto son historia.

En base a este resultado exitoso en parte del sistema de manifolds, OTC decidió continuar mejorando técnicamente este sistema y ha ordenado a fábrica otro grupo de válvulas de tapón expandible Omniseal DB&B para completar el manifold de diesel. Estas válvulas arribarán a OTC a finales del 2012.