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Sonda de alarma de nivel bajo de alta integridad LP30 para calderas de vapor
El Spirax Sarco LP30 es una sonda de nivel por conductividad que proporciona una señal de alarma de nivel bajo de alta integridad y con autocontrol, normalmente en una caldera de vapor. Es un elemento sensor y no un controlador: por sí sola no modula el agua de alimentación ni acciona el quemador. Lo que hace es indicar a un controlador de nivel si el agua sigue cubriendo el punto de alarma, y está construida de modo que el sistema pueda demostrar que la cadena de detección sigue funcionando en lugar de darlo por supuesto.
La sonda es un conjunto de dos piezas. El cuerpo de la sonda lleva un zócalo de cable desmontable, y una punta de sonda independiente se enrosca en el cuerpo y queda retenida por un pasador de retención y una tuerca de bloqueo. Como la punta es una pieza recambiable que se corta a la longitud necesaria, un mismo cuerpo sirve para puntos de alarma a distintas alturas: el nivel de conmutación se sitúa en el extremo final de la punta, que se recorta en obra para que dicho extremo quede en el nivel que necesita la caldera. Las puntas se suministran en longitudes de 500 mm (19.7"), 1 000 mm (39.4") y 1 500 mm (59"), con conexión cónica BSP de ½" como estándar o conexión cónica NPT de ½" en la versión UL/FM.
Cómo detecta la LP30 un nivel de agua bajo
La LP30 funciona con la conductividad del agua de la caldera. La punta de detección de nivel queda sumergida en condiciones normales de funcionamiento, y el agua ofrece un camino de baja resistencia a tierra a través del cuerpo de la sonda. Cuando el nivel de agua desciende por debajo del extremo de la punta, esa resistencia a tierra se vuelve alta y el controlador interpreta el cambio como una alarma de nivel bajo.
Lo que diferencia a la LP30 de un electrodo de conductividad simple es el segundo elemento, más corto, montado en el mismo conjunto: la punta comparadora. La incrustación, la suciedad y la humedad interna permiten una pequeña corriente de fuga a tierra, y en una sonda de un solo electrodo esa fuga parece exactamente agua que aún cubre la punta. La punta comparadora mide esa fuga y la cancela, de modo que la alarma de nivel de agua bajo se sigue dando incluso cuando la sonda lleva en servicio el tiempo suficiente para ensuciarse. En ese sentido la sonda es de autocontrol y no meramente conductiva.
El resto de la integridad procede del controlador, que alimenta la sonda, compara la resistencia a tierra con un límite ajustado y activa la alarma cuando la resistencia lo supera. Un autotest cíclico interno del controlador comprueba la sonda, el cable y la electrónica cada pocos segundos, de modo que un fallo apaga el quemador en lugar de eliminar silenciosamente la protección.
Por qué importa el diseño con autocontrol
Un nivel de agua bajo es el fallo más grave que puede sufrir una caldera de hogar, y la protección solo merece la pena si se puede confiar en ella cuando se necesita. La Spirax Sarco LP30 es la mitad correspondiente a la sonda de un sistema evaluado como dispositivo de seguridad funcional y no como un simple interruptor: emparejada con el controlador adecuado está certificada conforme a IEC 61508, alcanzando el Nivel de Integridad de Seguridad 2 en una arquitectura 1oo1 y el Nivel 3 en una arquitectura 1oo2, y se considera un accesorio de seguridad de la Categoría 4 de la Directiva de Equipos a Presión. La disposición 1oo2 es la normalmente recomendada, con dos controladores independientes y dos sondas independientes, de modo que un único fallo en un canal no pueda eliminar la protección.
Esa es la razón práctica para elegir una sonda con autocontrol en lugar de un electrodo simple. Como el sistema detecta sus propios fallos y apaga la caldera de forma segura, muchas normas nacionales permiten que una caldera equipada con controles de alta integridad y con autocontrol funcione sin necesidad de que haya un fogonero cualificado presente en todo momento. El controlador es un producto independiente con sus propias instrucciones: el modelo asociado actual es el controlador de nivel LC3050, certificado conforme a IEC 61508 cuando se utiliza con la LP30, mientras que las instalaciones más antiguas emplean el LC3000, para el que se redactaron originalmente las instrucciones de instalación y mantenimiento de la LP30. El mismo controlador también admite la sonda de nivel alto LP31 cuando se requiere una alarma de nivel de agua alto.
Dos alarmas de nivel bajo independientes en cada caldera
La mayoría de las calderas de hogar llevan dos alarmas de nivel bajo en lugar de una. La primera es un aviso de que el suministro de agua de alimentación no da abasto; la segunda es el bloqueo que apaga el quemador antes de que quede al descubierto la corona del hogar. La LP30 se utiliza para ambas funciones, y la disposición normal son dos sondas totalmente independientes, cada una en su propio tubo de protección dentro del cuerpo de la caldera y cada una cableada a su propio controlador. Mantener los canales físicamente separados es lo que hace que la segunda alarma sea independiente de la primera, ya que un tubo compartido permitiría que una obstrucción anulara ambas. El tema más amplio se trata en alarmas de nivel de agua.
Ajuste de los niveles de primera y segunda alarma de nivel bajo
Los niveles de alarma no se leen directamente del tubo de nivel de vidrio. En la mayoría de las calderas de hogar el agua se expande cuando la caldera está en funcionamiento, por lo que el nivel real es más alto de lo que sugiere el tubo de nivel de vidrio; la diferencia puede llegar a 50 mm (2") en una caldera muy grande y es de unos 10 mm (3/8") en una pequeña. Por tanto, una segunda alarma de nivel bajo ajustada cerca del fondo del tubo de nivel de vidrio con la caldera fría quedará muy por encima de él cuando la caldera esté en funcionamiento.
Por esa razón, la segunda alarma de nivel bajo debe ajustarse bastante por encima del fondo del tubo de nivel de vidrio con la caldera fría, y la primera alarma de nivel bajo se ajusta entonces unos 20 mm (¾") por encima de la segunda. Cuando el fabricante de la caldera haya publicado los niveles de agua de trabajo y de alarma, prevalecerán esas cifras.
El tubo de protección y la holgura que debe dejar
Una LP30 utilizada para la función de alarma de nivel bajo en una caldera de vapor debe instalarse en un tubo de protección. El tubo proporciona a la sonda un nivel de agua relativamente estable sobre el que trabajar, protegiéndola de la turbulencia y el oleaje del interior del cuerpo de la caldera, y se necesitan dos tubos separados cuando se instalan dos alarmas. Las dimensiones pueden variar para adaptarse a la aplicación, pero se recomienda un diámetro interior de tubo de al menos 80 mm (3"), y el tubo debe llegar al menos 40 mm (1 9/16") más profundo en su interior que el extremo de la sonda, de modo que la punta tenga espacio libre.
Se aplican varias condiciones más. La sonda debe situarse al menos a 1 m (39") de cualquier válvula de seguridad o toma de vapor, porque el nivel de agua local junto a esas conexiones está perturbado. Se recomienda el aislamiento térmico de las bridas, especialmente en calderas grandes o cuando la presión de trabajo supera los 10 bar g (145 psi g), pero la sonda en sí no debe aislarse, y los orificios de venteo y drenaje del cuerpo de la sonda deben quedar libres. La sonda se monta normalmente en vertical; cuando la punta no supera los 500 mm (20"), puede inclinarse hasta 45° respecto a la vertical.
Las normas también exigen que la punta de la sonda mantenga una holgura de al menos 14 mm (9/16") respecto a cualquier parte de la caldera o del tubo de protección. La LP30 se suministra con un procedimiento documentado para demostrarlo, utilizando un par de alambres de comprobación montados cerca del extremo de la punta y un medidor de resistencia de aislamiento. El ensayo se realiza en la instalación inicial y cada vez que se desmonta la sonda, y los alambres de comprobación deben retirarse antes de la puesta en servicio de la caldera, porque dejarlos colocados puede impedir que funcionen las alarmas de nivel de agua bajo. Antes de que una caldera funcione sin supervisión, las propias alarmas de nivel bajo deben probarse funcionalmente bajando el nivel de agua. El procedimiento general se describe en instalación de controles de nivel.
Límites de presión, temperatura y conexión
La LP30 tiene una presión nominal de PN40 y es adecuada para presiones de caldera de hasta 32 bar g (464 psi g) a una temperatura máxima de 239 °C (462 °F). Está diseñada para una presión máxima de prueba hidráulica en frío de 60 bar g (870 psi g), la temperatura ambiente máxima en la sonda es de 70 °C (158 °F), el zócalo de cable tiene un grado de protección IP65 y el cable de la sonda puede llegar hasta 50 m (164 ft) hasta el controlador.
La LP30 estándar utiliza una conexión cónica BSP de ½" con un zócalo de cable DIN 43650 y un prensaestopas de cable Pg 11, y su bloque de conexión puede girarse en pasos de 90° para adaptarse al recorrido del cable. La versión UL/FM utiliza una conexión cónica NPT de ½" con un adaptador de rosca para conducto NPT de ½" que incorpora cuatro conductores libres de 18 AWG, y su bloque de conexión no puede girarse. Las disposiciones de cableado y los tipos de cable se detallan en las instrucciones de instalación que figuran a continuación.
Todas las piezas en contacto con el fluido y las piezas estructurales son de acero inoxidable austenítico: el cuerpo de la sonda es conforme a BS EN 10088-3 (1.4306), y el manguito exterior, la punta comparadora y la punta de la sonda son Type 316L. El zócalo de cable y los terminales son de poliamida, la placa de características es de policarbonato, la junta es de caucho de silicona, y los aislantes primario y secundario son de PTFE conforme a BS 6564 Grado UA Tipo 1.
Dónde encaja la LP30 y dónde no
La LP30 es la sonda de alarma de nivel bajo de su familia, y la LP31 es la sonda de nivel de agua alto correspondiente para el mismo controlador. Fuera de Estados Unidos y Canadá, la sonda de alarma de nivel bajo equivalente de la gama internacional es la LP40, que funciona con un interruptor de nivel y no con un controlador de nivel; la LP30 y la LP40 comparten las mismas longitudes de punta y los mismos límites de presión y temperatura, pero no son artículos intercambiables.
La LP30 tampoco es la sonda adecuada para todas las funciones de nivel. Cuando se necesita una señal de nivel continua para el control modulante del agua de alimentación en lugar de un punto de alarma fijo, se utilizan en su lugar las sondas de capacitancia de la gama, y cuando basta con un electrodo de conductividad más sencillo sin la punta comparadora de autocontrol, la sonda de conductividad todo/nada es la opción más económica. Las demás sondas y controladores de la familia se enumeran en controles de nivel, y la lógica de selección que hay detrás se analiza en aplicaciones de control de nivel.
Merece la pena señalar dos límites más. La LP30 no debe instalarse a la intemperie sin una protección adicional contra la intemperie, y, al ser un accesorio de seguridad y no un instrumento de nivel de uso general, su selección, instalación y ensayo deben seguir las normas locales o nacionales y la especificación del propio fabricante de la caldera. Cuando la prioridad de la planta es la calidad del agua de la caldera y no la protección de nivel, la gama controles de purga de TDS cubre esa función, y la gama completa controles y sistemas de calderas muestra cómo encajan ambas cosas en una sala de calderas.
Qué confirmar antes de realizar el pedido
- La presión y la temperatura de la caldera en la sonda, verificadas frente a 32 bar g (464 psi g) y 239 °C (462 °F).
- La forma de conexión, cónica BSP de ½" para la LP30 estándar o cónica NPT de ½" para la versión UL/FM, y la entrada de cable correspondiente.
- La longitud de la punta de la sonda, 500 mm, 1 000 mm o 1 500 mm, y el nivel de alarma al que hay que cortar la punta.
- El número de canales de alarma, recordando que dos sondas independientes en tubos de protección separados son la disposición normal para una primera y una segunda alarma de nivel bajo.
- El diámetro interior, la profundidad y la posición del tubo de protección respecto a las válvulas de seguridad y las tomas de vapor.
- El controlador de nivel con el que trabajará la sonda, ya que la LP30 debe emparejarse con un controlador con autocontrol compatible para que se apliquen la función de seguridad y su certificación.
- Si también se requiere una alarma de nivel alto, en cuyo caso se añade una LP31 en un segundo canal del controlador.
Resumen
La Spirax Sarco LP30 es una sonda de nivel por conductividad con una punta comparadora que la hace de autocontrol, utilizada con un controlador de nivel compatible para proporcionar una protección de alarma de nivel bajo de alta integridad en una caldera de vapor. Se especifica por la forma de conexión, la longitud de la punta y el nivel de alarma al que se corta la punta, y se instala en un tubo de protección con una holgura de al menos 14 mm que debe demostrarse mediante ensayo. Dos sondas y controladores independientes proporcionan la primera y la segunda alarma de nivel bajo que normalmente necesita una caldera de hogar. Los datos técnicos y las instrucciones de instalación y mantenimiento reproducidos a continuación contienen todos los límites, las disposiciones de cableado, el procedimiento de corte y las condiciones de seguridad.
Alcance de esta información técnica
Este fragmento conserva la información técnica publicada de la sonda de alarma de nivel bajo de alta integridad LP30. La descripción, las características, las condiciones límite, los materiales, las dimensiones, los pesos y la información de pedido proceden de la hoja de información técnica de la LP30 TI-P402-43, AB Issue 8. Las tablas comparativas de sondas y controladores y la descripción del sistema proceden de la documentación de controles electrónicos para calderas de vapor de Spirax Sarco SB-GAB-22, AB Issue 1, que se publica para toda la gama de control de nivel; la fila LP30 es la que debe leerse para este producto, y los datos del controlador cubren el LC3050, el modelo asociado actual de la LP30. La normativa local puede restringir el uso de este producto por debajo de las condiciones indicadas, y, en aras del desarrollo y la mejora, Spirax Sarco se reserva el derecho a modificar las especificaciones sin previo aviso.
Descripción
La sonda de nivel Spirax Sarco LP30 se utiliza con un controlador de nivel Spirax Sarco LC3050 para proporcionar una señal de alarma de nivel bajo de alta integridad y con autocontrol, normalmente en una caldera de vapor. Consta de un cuerpo de sonda con un zócalo de cable desmontable y una punta de sonda independiente que se enrosca. La punta de la sonda se enrosca en el cuerpo de la sonda y queda retenida por una tuerca de bloqueo y un pasador, y el camino de retorno a tierra se forma a través del cuerpo de la sonda.
En condiciones normales de funcionamiento, la punta de la sonda está parcialmente sumergida y la resistencia a tierra es baja. Cuando el nivel de agua desciende por debajo de la punta de la sonda, la resistencia a tierra se vuelve alta, lo que hace que el controlador emita una señal de alarma de nivel de agua bajo.
La punta comparadora compensa cualquier fuga a tierra causada por incrustación, suciedad o humedad interna, asegurando que la señal correcta de alarma de nivel bajo se siga detectando incluso en condiciones adversas.
Características principales
- Sonda de alarma de nivel bajo de alta precisión y con autocontrol.
- Adecuada para presiones de hasta 32 bar g a 239 °C.
- No requiere mantenimiento.
- Punta de sonda firmemente retenida.
Longitudes de punta disponibles mm (pulgadas)
500 (19.7"), 1 000 (39.4") y 1 500 (59").
Condiciones límite
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Presión nominal | PN40 |
| Presión máxima de la caldera | 32 bar g (464 psi g) |
| Temperatura máxima | 239 °C (462 °F) |
| Presión máxima de prueba hidráulica en frío | 60 bar g (870 psi g) |
| Temperatura ambiente máxima | 70 °C (158 °F) |
| Longitud máxima del cable de la sonda | 50 metros (164 ft) |
| Grado de protección del zócalo de cable | IP65 |
Materiales
| Elemento | Pieza | Material |
|---|---|---|
| 1 | Cuerpo de la sonda | Acero inoxidable austenítico BS EN 10088-3 (1.4306) |
| 2 | Manguito exterior | Acero inoxidable austenítico Type 316L |
| 3 | Placa de características | Policarbonato |
| 4 | Zócalo de cable y terminales | Poliamida |
| 5 | Junta | Caucho de silicona |
| 6 | Punta comparadora | Acero inoxidable austenítico Type 316L |
| 7 | Aislantes primario y secundario | PTFE BS 6564 Grade UA Type 1 |
| 8 | Pasador de retención | Acero inoxidable austenítico Type 302/304 |
| 9 | Punta de la sonda | Acero inoxidable austenítico Type 316L |
| 10 | Tuerca de bloqueo | Acero inoxidable austenítico BS 6105 A4 80 |
Dimensiones mm (pulgadas)
| Dimensión | mm (pulgadas) |
|---|---|
| Distancia de extracción del zócalo de cable | 15 (0.6") |
| Longitud desde el zócalo de cable hasta la tuerca hexagonal del cuerpo | 210 (8.3") |
| Longitud desde el zócalo de cable hasta el extremo del conjunto del cuerpo | 295 (11.6") |
| Longitud de la rosca de conexión | 55 (2.2") |
| Hexágono del cuerpo | 27 A/F |
| Diámetro de la punta de la sonda | Ø10 (0.4") |
| Longitud de la punta de la sonda | 500 (19.7"), 1 000 (39.4") o 1 500 (59") |
| Conexión de proceso | Cónica BSP de ½"; también disponible NPT de ½" |
Pesos kg (lb), embalaje incluido
| Longitud de la punta de la sonda | Cuerpo de la sonda | 500 mm (19.7") | 1 000 mm (39.4") | 1 500 mm (59") |
|---|---|---|---|---|
| Peso | 0.51 (1.1) | 0.32 (0.7) | 0.63 (1.4) | 0.92 (2.0) |
Sondas de nivel y sus características de control
| Sonda | Tipo de sonda | Característica de control | Conexión de proceso de la sonda | Longitud nominal | Presión nominal de diseño del cuerpo |
|---|---|---|---|---|---|
| LP10-4 | Conductividad | Todo / nada | Cónica BSP de 1" NPT de 1" | 95 mm a 2 095 mm (3.75" a 82.5") | 464 psig @ 462 °F |
| LP20 / PA20 y LP20 / PA420 (NB preamplificador PA420 opcional) | Capacitancia | Todo / nada ajustable Modulante | Cónica BSP de ½" NPT de ½" | 370 mm a 1 500 mm (14.5" a 59") | 464 psig @ 462 °F |
| LP30 | Conductividad | Alta integridad Limitador Alarma de nivel bajo | Cónica BSP de ½" NPT de ½" | 500 mm (19.7") 1 000 mm (39.4") 1 500 mm (59") | 464 psig @ 462 °F |
| LP31 | Conductividad | Alta integridad Limitador Alarma de nivel alto | Cónica BSP de ½" NPT de ½" | 500 mm (19.7") 1 000 mm (39.4") 1 500 mm (59") | 464 psig @ 462 °F |
El controlador de nivel LC3050
La LP30 se utiliza con un controlador de nivel con autocontrol. El LC3050 es el modelo asociado actual; los datos que figuran a continuación son la información publicada del controlador procedente de la misma fuente.
| Controlador de nivel | Rango de señal de entrada | Característica de control | Comunicación | Opciones de montaje | Grado de protección de la envolvente |
|---|---|---|---|---|---|
| LC3050 | Mínimo 30 µS / cm o 30 ppm @ 25 °C (77 °F) | Alta integridad Limitador Alarma de nivel bajo Alarma de nivel alto | Infrarrojos entre controladores | DIN rail Panel Chasis | IP65 (montaje en panel) |
Sistema de alarma de nivel bajo de alta integridad y con autocontrol LC3050 y LP30
Para proteger una caldera de vapor frente a condiciones de nivel de agua bajo, seleccione la sonda de conductividad LP30 y el controlador LC3050. Este sistema controla el nivel de agua en la punta de la sonda, donde la resistencia a tierra es baja. Si el nivel de agua desciende por debajo de la punta, la resistencia a tierra se vuelve alta, lo que activa la alarma de nivel bajo y apaga la caldera.
Este sistema permite a los operadores aumentar la automatización de la sala de calderas para lograr una mayor productividad sin sacrificar la seguridad. Las alarmas de alta integridad y con autocontrol avisan de los fallos del sistema y permiten una parada segura de la instalación.
El sistema consta normalmente de dos sondas LP30 con autocontrol totalmente independientes para el 1.º y el 2.º limitador de nivel de agua bajo. Cada sonda debe montarse en un tubo de protección independiente dentro del cuerpo de la caldera y conectarse a su propio controlador LC3050.
Una función de autotest cíclico del controlador LC3050 comprueba la integridad del cable de la sonda y de la electrónica cada pocos segundos. Activa la alarma y apaga el quemador si se produce un fallo. El sistema detecta tanto circuitos abiertos como cortocircuitos en el cable.
Muchas normas nacionales establecen que las calderas equipadas con controles de alta integridad y con autocontrol pueden funcionar sin necesidad de que haya un fogonero cualificado presente en todo momento.
El sistema LC3050 y LP30 cuenta con la aprobación de un tercero como adecuado en modo de demanda y modo continuo hasta un nivel de integridad de seguridad SIL2 cuando se utiliza en arquitectura 1oo1 y SIL3 cuando se utiliza en arquitectura 1oo2, cumpliendo los requisitos de IEC 61508-2:2000 tal como se cita en esta fuente.
Características clave
- Sin piezas móviles y con un mantenimiento mínimo.
- Puerto de comunicaciones por infrarrojos incorporado.
- Autotest cíclico de la sonda, el cable y el circuito electrónico.
- Puede detectar conductividades tan bajas como 30 µS / cm a 25 °C (77 °F).
- Botones de prueba manual para accionar la alarma.
- Diseño a prueba de fallos.
- Seguro frente a doble fallo.
- Opciones de montaje versátiles: DIN rail, panel o chasis.
- Rango de tensión seleccionable, 99 – 121 Vac o 198 – 264 Vac.
Productos asociados
- Paneles de envolvente de acero.
- Envolventes de policarbonato.
- Bridas y adaptadores de montaje de la sonda.
Cómo realizar el pedido
Ejemplo: 1 ud. de sonda de nivel con autocontrol Spirax Sarco LP30, punta de sonda LP30 de 1 000 mm.
Alcance y uso seguro
Este fragmento conserva las instrucciones de instalación y mantenimiento de la LP30 procedentes de IM-P402-44, AB Issue 13. El documento se publica para la sonda de nivel con autocontrol LP30, que se utiliza con el controlador de nivel Spirax Sarco LC3050 para proporcionar una señal de alarma de nivel bajo de alta integridad y con autocontrol, normalmente en una caldera de vapor. Solo puede garantizarse un funcionamiento seguro si el producto es instalado, puesto en servicio, utilizado y mantenido correctamente por personal cualificado, de conformidad con las instrucciones de funcionamiento.
Se llama su atención sobre el folleto de información de seguridad IM-GCM-10, así como sobre cualquier normativa nacional o regional.
1. Información de seguridad
El producto está diseñado y fabricado para soportar los esfuerzos que se dan en uso normal. Utilizar el producto para cualquier fin distinto de aquel para el que está previsto, o instalarlo incorrectamente sin seguir estas instrucciones de instalación y mantenimiento, puede provocar daños en el producto y causar lesiones o la pérdida de vidas humanas.
Tanto la sonda de nivel LP30 como el controlador de nivel LC3050 cumplen la Directiva de Equipos a Presión de la UE y llevan el marcado CE cuando es necesario. Se clasifican como accesorios de seguridad y entran dentro de la Categoría 4 de la Directiva.
Advertencia: si el producto no se utiliza del modo indicado en estas instrucciones, la protección que ofrece puede verse mermada.
1.1 Antes de empezar
- i) Compruebe que el producto es adecuado para el fluido utilizado.
- ii) Compruebe la idoneidad de los materiales, la presión y la temperatura, y sus valores máximo y mínimo. Si el límite de funcionamiento máximo del producto es inferior al del sistema en el que se va a instalar, o si un fallo del producto pudiera provocar una sobrepresión o una sobretemperatura peligrosas, asegúrese de que se incluya un dispositivo de seguridad en el sistema para evitar esas situaciones fuera de límite.
- iii) Determine la posición correcta de instalación y la dirección del flujo del fluido.
- iv) Los productos Spirax Sarco no pueden soportar los esfuerzos externos impuestos por el sistema. Es responsabilidad de la empresa instaladora considerar estos esfuerzos y adoptar las medidas adecuadas para minimizarlos.
- v) Cuando el producto se vaya a utilizar con vapor u otros fluidos a alta temperatura, retire todas las cubiertas de protección de las conexiones y la película protectora de la placa de características antes de la instalación.
El cumplimiento de las instrucciones de funcionamiento, así como la correcta instalación, puesta en servicio, uso y mantenimiento por personal debidamente cualificado, es la única garantía de un funcionamiento seguro de este producto (véase la sección 1.11). La instalación también debe cumplir las instrucciones de seguridad y de construcción de tuberías e instalaciones correspondientes, utilizando herramientas adecuadas y el equipo de seguridad necesario.
1.2 Accesibilidad
Tras la instalación, asegúrese de que existe un acceso adecuado. Si es necesario, disponga una plataforma de trabajo segura antes de intervenir en el producto y prevea equipos de elevación adecuados cuando se requieran.
1.3 Iluminación
Asegúrese de que haya una iluminación adecuada, especialmente cuando se requieran trabajos detallados o delicados.
1.4 Fluidos o gases peligrosos en la tubería
Considere de antemano qué hay en la tubería, o qué puede haber habido en ella en algún momento anterior. Tenga cuidado con sustancias inflamables, sustancias peligrosas para la salud y sustancias a alta o baja temperatura.
1.5 Entorno de trabajo peligroso
Considere el riesgo de explosión, la falta de oxígeno (por ejemplo, en el interior de depósitos o en zonas bajas), los gases peligrosos, las temperaturas extremas, las superficies calientes, el riesgo de incendio (por ejemplo, durante soldaduras), el ruido excesivo y la maquinaria en movimiento.
1.6 El sistema de trabajo
Comprenda cómo funciona el sistema completo. Antes de realizar cualquier operación, como cerrar una válvula de aislamiento o accionar un interruptor eléctrico, considere si podría poner en riesgo cualquier otra parte del sistema o a otro personal. Entre los peligros se incluyen el aislamiento de tuberías de venteo o dispositivos de protección, o la anulación de controles y alarmas. Abra y cierre las válvulas de aislamiento lentamente para evitar golpes en el sistema.
1.7 Sistemas a presión
Asegúrese de que la presión del sistema esté aislada o completamente purgada. Considere el doble aislamiento (doble bloqueo y purga) y el bloqueo o etiquetado de las válvulas cerradas. Nunca dé por sentado que el sistema se ha despresurizado por completo solo porque el manómetro indique cero.
1.8 Temperatura
Tras aislar el producto, déjelo enfriar hasta la temperatura ambiente para evitar el peligro de quemaduras.
1.9 Herramientas y repuestos
Antes de empezar a trabajar, asegúrese de que dispone de herramientas y repuestos adecuados. Utilice únicamente repuestos originales Spirax Sarco.
1.10 Ropa de protección
Considere si el operador u otras personas presentes en las proximidades deben disponer de ropa de protección para protegerse frente a peligros como productos químicos, temperaturas altas y bajas, radiación, ruido, objetos que caen y peligros para los ojos y la cara.
1.11 Permisos de trabajo
Todos los trabajos deben ser realizados por personal debidamente competente o bajo su supervisión. El personal de instalación y de operación debe estar formado conforme a las instrucciones de instalación y mantenimiento del producto, de modo que sea capaz de utilizarlo correctamente.
Cuando esté en vigor un sistema formal de «permiso de trabajo», deberá cumplirse. Cuando no exista tal sistema, la persona responsable debe conocer la naturaleza del trabajo y, cuando sea necesario, disponer de un ayudante cuya responsabilidad principal sea la seguridad. Coloque avisos de advertencia cuando sea necesario.
1.12 Manipulación
La manipulación manual de productos grandes o pesados conlleva riesgo de lesiones. Levantar, empujar, tirar, transportar o sostener una carga con la fuerza corporal puede causar lesiones, especialmente en la espalda. Considere la tarea, la persona, la carga y el entorno de trabajo, y adopte un método de manipulación apropiado a las condiciones del lugar.
1.13 Calor residual
En uso normal, las superficies exteriores de este producto pueden estar muy calientes. El producto no puede vaciarse por sí mismo, por lo que debe extremar las precauciones al desmontarlo o retirarlo de su posición instalada (consulte las instrucciones de mantenimiento).
1.14 Congelación
Deben tomarse medidas para proteger frente a los daños por helada los productos que no se vacían por sí mismos en entornos en los que puedan quedar expuestos a temperaturas inferiores al punto de congelación.
1.15 Información de seguridad especial para el control de nivel y las funciones de limitación/alarma de nivel en calderas de vapor
El producto debe seleccionarse, instalarse, utilizarse y probarse de conformidad con:
- las normas y reglamentaciones locales o nacionales;
- el manual de instrucciones;
- los requisitos de la autoridad de aprobación;
- los requisitos del seguro de la caldera;
- las instrucciones del fabricante de la caldera.
Deben instalarse dos sistemas independientes de limitación/alarma de nivel de agua en una caldera de vapor. Las sondas de nivel deben instalarse en tubos o cámaras de protección separados, con espacio suficiente en la punta de la sonda y en la parte inferior de la sonda.
Cada sonda debe cablearse a su propio controlador independiente. En caso de alarma de nivel bajo, el relé de alarma debe cortar el sistema de calefacción de la caldera.
La alarma de nivel de agua alto debe formar parte del control de nivel de agua, o bien ser un sistema independiente. Cuando los requisitos de seguridad lo exijan, deberá instalarse un sistema de alarma de nivel de agua alto independiente. En ese caso, ante una alarma de nivel de agua alto, el relé debe cortar tanto el agua de alimentación de la caldera como el sistema de calefacción. Todos los sistemas de limitación/alarma de nivel de agua de la caldera deben probarse funcionalmente a intervalos regulares.
Debe utilizarse un régimen de tratamiento de agua adecuado para garantizar un funcionamiento seguro y correcto continuo de los sistemas de control y limitación de nivel de agua. Consulte a una empresa de tratamiento de agua de reconocido prestigio.
1.16 Eliminación
Este producto es reciclable y, siempre que se elimine correctamente, no se prevé ningún riesgo medioambiental.
1.17 Devolución de productos
Se recuerda a los clientes y distribuidores que, conforme a la legislación del Reino Unido y de la CE en materia de salud, seguridad y medio ambiente, al devolver productos a Spirax Sarco deben facilitar información sobre cualquier peligro y las precauciones que deban tomarse como consecuencia de residuos de contaminación o daños mecánicos que puedan presentar un riesgo para la salud, la seguridad o el medio ambiente. Esta información debe facilitarse por escrito e incluir datos relativos a cualquier sustancia identificada como peligrosa para la salud y la seguridad.
2. Información general del producto
2.1 Descripción general
La sonda de nivel Spirax Sarco LP30 se utiliza con el controlador de nivel Spirax Sarco LC3050 para proporcionar una señal de alarma de nivel bajo de alta integridad y con autocontrol, normalmente en una caldera de vapor. Consta de un cuerpo de sonda con un zócalo de cable desmontable y una punta de sonda independiente que se enrosca. La punta queda retenida con un pasador elástico y se fija con una tuerca de bloqueo. Normalmente se instalan dos sondas de nivel y dos controladores en cada caldera para proporcionar dos alarmas de nivel bajo independientes. En muchos países, esto proporciona la primera alarma de nivel bajo y la segunda alarma de nivel bajo. La sonda es adecuada para presiones de caldera de hasta 32 bar g (464 psi g).
2.2 Longitudes de punta disponibles mm (pulgadas)
500 mm (19.7"), 1 000 mm (39.4") y 1 500 mm (59").
2.3 Límites de presión / temperatura
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Presión nominal | PN40 |
| Presión máxima de la caldera | 32 bar g (464 psi g) |
| Temperatura máxima | 239 °C (462 °F) |
| Temperatura ambiente máxima | 70 °C (158 °F) |
| Presión máxima de prueba hidráulica en frío | 60 bar g (870 psi g) |
2.4 Datos técnicos
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Longitud máxima del cable de la sonda | 50 metros (164 ft) |
| Grado de protección del zócalo de cable | IP65 |
2.5 Cómo funciona la LP30
La sonda dispone de una punta de detección de nivel (punta de la sonda) y una punta comparadora. El camino de retorno a tierra se realiza a través de la conexión del cuerpo.
En condiciones normales de funcionamiento, la punta de la sonda está sumergida y la resistencia a tierra es baja. Cuando el nivel de agua desciende por debajo de la punta de la sonda, la resistencia a tierra se vuelve alta, lo que hace que el controlador emita una señal de alarma de nivel bajo.
La punta comparadora compensa cualquier fuga a tierra causada por incrustación, suciedad o humedad interna, asegurando una señal de alarma de nivel de agua bajo incluso en condiciones adversas.
Con cada unidad LP30 se suministran un zócalo de cable DIN 43650 y un prensaestopas de cable Pg 11. En la versión UL/FM se suministra en su lugar un adaptador de rosca para conducto NPT de ½" con cuatro conductores libres.
Advertencia: es esencial que la punta de la sonda no toque ninguna parte de la caldera. Las normas exigen que la punta esté al menos a 14 mm (9/16") del tubo de protección, y esto debe comprobarse cuando se instala la sonda. Véase la sección 5, «Procedimiento de ensayo de holgura de la sonda».
3. Instalación
Antes de proceder a cualquier instalación o mantenimiento, lea la sección 1, «Información de seguridad».
Cuando la sonda se vaya a instalar en la caldera, asegúrese de que esté situada al menos a 1 metro (39") de cualquier válvula de seguridad o toma de vapor, ya que pueden producirse aumentos localizados del nivel de agua.
3.1 Determinación de los niveles de alarma de nivel bajo
En la mayoría de las calderas de hogar el agua se «expandirá» cuando esté en funcionamiento, de modo que el nivel de agua real será superior al nivel mostrado en el tubo de nivel de vidrio. En la práctica, esto puede ser de hasta 50 mm (2") en calderas muy grandes y reducirse a unos 10 mm (3/8") en las más pequeñas. Por tanto, recomendamos que la segunda alarma de nivel bajo esté bastante por encima del fondo del tubo de nivel de vidrio cuando la caldera esté fría, ya que este se reducirá cuando la caldera esté en funcionamiento. La primera alarma de nivel bajo puede estar 20 mm (¾") por encima de la segunda alarma de nivel bajo. Siempre que sea posible, debe consultarse al fabricante de la caldera para obtener asesoramiento sobre los niveles de agua de trabajo y de alarma.
3.2 Tubo de protección
La sonda debe instalarse en un tubo de protección cuando se utilice para la alarma de nivel bajo en una caldera de vapor. El tubo de protección proporciona un nivel de agua relativamente estable, protegiendo la sonda de la turbulencia de la caldera. Deben preverse dos tubos de protección separados, uno para la primera alarma de nivel bajo y otro para la segunda alarma de nivel bajo.
Las dimensiones y la construcción pueden variar para adaptarse a la aplicación, pero se recomienda un tubo de al menos Ø 80 mm (3"). Un tubo de protección típico tiene un orificio de venteo de 20 mm (¾") situado lo más alto posible.
Se recomienda el aislamiento térmico de las bridas, especialmente en calderas grandes o con una presión de trabajo superior a 10 bar g (145 psi g). No aísle la sonda.
No cubra los orificios de venteo y drenaje del cuerpo.
Nota: al realizar juntas embridadas o roscadas, asegúrese de que el exceso de compuesto de unión no entre en la caldera.
3.3 Corte de la punta de la sonda
La sonda se instala normalmente en vertical, pero para longitudes de punta de hasta 500 mm (20") puede inclinarse hasta 45° respecto a la vertical. El nivel de conmutación de la alarma de nivel bajo está en el extremo final de la punta de la sonda, que se corta a la longitud necesaria para dar el nivel de alarma requerido.
Las puntas de sonda LP30 se retienen mediante una rosca, un pasador y una tuerca de bloqueo. Las sondas anteriores se retenían únicamente con dos pasadores, y hay disponible una punta compatible por encargo especial. En instalaciones existentes, es importante comprobar qué tipo de conexión se utiliza antes de cortar la punta de la sonda a la longitud deseada.
3.3.1 Procedimiento de corte de la punta roscada (tipo actual)
- Enrosque la tuerca de bloqueo en la sonda hasta el fondo, pero no la apriete en esta fase.
- Utilice una llave de M6 en las caras planas del conector de la punta de la sonda para evitar que gire. Advertencia: si se permite que el extremo roscado del conector gire dentro del cuerpo de la sonda, se dañará el cableado interno.
- Enrosque la punta de la sonda en la sonda hasta que el orificio de la sonda quede alineado con el fondo de la ranura de la punta de la sonda.
- Sujete el conjunto y golpee el pasador de retención hasta que sobresalga la misma longitud por cada lado de la punta de la sonda.
- Apriete la tuerca de bloqueo contra la punta de la sonda (5–7 N·m, 4–5 lbf·ft).
- Asegúrese de que el agua de la caldera esté en el nivel de alarma de nivel bajo requerido.
- Marque una línea a lo largo de la punta de la sonda con un rotulador soluble en agua.
- Monte temporalmente la sonda y la punta en la caldera (cónica BSP de ½" para la LP30 estándar y NPT de ½" para las versiones UL/FM), apretadas a mano, sin utilizar cinta de PTFE.
- Retire la sonda y anote el punto en el que el agua disuelve la tinta.
- Utilice una sierra de mano de dientes finos para cortar la punta de la sonda a esta longitud.
- Desbarbe la punta.
- Realice el procedimiento de ensayo de holgura de la sonda (véase la sección 5, «Procedimiento de ensayo de holgura de la sonda») y registre los resultados.
Nota: se proporciona una hoja de registro para anotar estos datos (véase la sección 5.3, «Hoja de registro de holgura de la sonda»).
3.3.2 Procedimiento de corte de la punta de dos pasadores (tipo anterior)
Este procedimiento se aplica a las sondas anteriores, cuyas puntas se retienen únicamente con dos pasadores, en lugar de con la disposición de rosca, pasador y tuerca de bloqueo del tipo actual.
- Asegúrese de que el agua de la caldera esté en el nivel de alarma de nivel bajo requerido.
- Monte la punta de la sonda en el cuerpo de la sonda y alinee los orificios de posicionamiento.
- Sujete el conjunto y golpee los dos pasadores de retención hasta que sobresalga la misma longitud por cada lado de la punta de la sonda.
- Marque una línea a lo largo de la punta de la sonda con un rotulador soluble en agua.
- Monte temporalmente la sonda y la punta en la caldera (cónica BSP de ½" para la LP30 y NPT de ½" para las versiones UL/FM), apretadas a mano, sin utilizar cinta de PTFE.
- Retire la sonda y anote el punto en el que el agua disuelve la tinta.
- Utilice una sierra de mano de dientes finos para cortar la punta de la sonda a esta longitud.
- Desbarbe la punta.
- Realice el procedimiento de ensayo de holgura de la sonda (véase la sección 5, «Procedimiento de ensayo de holgura de la sonda») y registre los resultados.
3.3.3 Instale la sonda del siguiente modo
- Asegúrese de que tanto las roscas macho como las hembras estén en buen estado.
- Utilice hasta tres vueltas (no más) de cinta de sellado de roscas de PTFE en la rosca de la sonda. Advertencias: no utilice cinta en exceso. No utilice compuesto de unión tipo pasta.
- Monte y apriete la sonda inicialmente a mano.
- Utilice una llave adecuada para apretar la sonda. Bajo ninguna circunstancia utilice una llave para tubos.
- Debido a la naturaleza de una junta cónica/paralela, no es posible recomendar cifras de par de apriete.
- No apriete en exceso: siempre debe quedar rosca visible en la sonda.
- Nota: la rosca de la sonda no «llegará al fondo» (es decir, la tuerca hexagonal del cuerpo de la sonda no tocará la cara de la conexión roscada hembra), salvo que exista un desgaste excesivo o una rosca hembra fuera de tolerancia, en cuyo caso será necesario sustituir o retrabajar la brida o la conexión.
3.3.4 Desmontaje y montaje posteriores
Advertencia: asegúrese de que la caldera o el recipiente estén despresurizados y purgados a la atmósfera antes de intentar desenroscar o retirar la sonda.
- Utilice siempre una llave del tamaño correcto, no una llave para tubos.
- Inspeccione las roscas macho y hembra en busca de signos de daño, que pueden haberse producido por un apriete excesivo y dar lugar a roscas arrancadas o incluso a soldadura en frío localizada (gripado/agarrotamiento).
- Si se ha producido algún daño, sustituya la sonda.
4. Cableado
Consulte la documentación o el diagrama de cableado del controlador correspondiente para obtener información completa, incluidos los detalles de conexión de la pantalla.
El cableado debe instalarse de conformidad con BS 6739 - Instrumentation in Process Control Systems: Installation design and practice, o su equivalente local. Para instalaciones en Estados Unidos y Canadá, la sonda debe cablearse de conformidad con el código eléctrico nacional y local (NEC) o el código eléctrico canadiense (CEC). El cableado debe realizarse con cable apantallado de alta temperatura de 4 conductores y 1 mm² (18–16 AWG), con una longitud máxima de 50 metros (165 ft). Pirelli FP 200 o Delta Crompton Firetuf OHLS son dos tipos adecuados para la LP30 estándar. Para la versión UL/FM, debe utilizarse cable apantallado de Clase 1 con un régimen de temperatura adecuado (75 °C/167 °F mínimo) para conectar la caja de terminales al controlador.
Asegúrese de que se disponga de longitud de cable suficiente para permitir la extracción del zócalo de cable y para garantizar que no se ejerza tensión alguna sobre la unidad.
Para desenchufar el zócalo de cable, retire el tornillo central. Para acceder al bloque de conexión situado dentro del zócalo de cable, retire el tornillo central y extraiga la tapa abisagrada.
Nota: para proporcionar protección medioambiental, la sonda se suministra con una junta entre el zócalo de cable y el conector de la sonda. Para mantener la integridad medioambiental, asegúrese de que la junta esté siempre presente al volver a conectar el zócalo de cable y de que todas las superficies de contacto estén limpias y sin daños.
El bloque de conexión de la LP30 estándar puede girarse en pasos de 90° para facilitar el cableado: retire el tornillo de retención y extraiga el zócalo, luego retire el bloque de conexión y vuelva a colocarlo según sea necesario. El bloque de conexión está numerado: 1 punta de sonda roja, 2 punta comparadora negra y 3 punta comparadora negra, con el amarillo de tierra y la pantalla.
Nota: no es posible girar el bloque de conexión en la versión UL/FM.
Asegúrese de que la resistencia desde el cuerpo de la sonda hasta el cuerpo de la caldera sea inferior a 1 Ω.
La edición 13 también documenta el cableado de la LP30 estándar y UL/FM al controlador de nivel LC3050 (terminales 50 a 54), junto con la disposición del LC3000 mostrada en la figura siguiente (terminales 9 a 12).
4.1 Versión UL/FM
El zócalo se suministra con cuatro conductores libres codificados por colores de 18 AWG y 300 mm (12") de longitud. Estos deben cortarse a la longitud necesaria y conectarse a una caja de terminales metálica adecuada. Se requiere un tramo de conducto metálico flexible entre la sonda y la caja de terminales para proporcionar protección medioambiental y una conexión eléctrica sencilla. El zócalo de cable incorpora un adaptador de conducto NPT de ½" a tal efecto.
Advertencia: los conductores libres suministrados con la sonda están clasificados para 221 °F (105 °C). No debe superarse este régimen de temperatura.
El conducto flexible y la caja de terminales no deben incorporar ningún otro cableado de control, ya que podría dañar el producto o reducir su rendimiento.
No es posible girar el zócalo de cable en pasos de 90°, como en la LP30 no certificada. Hacerlo podría dañar el cableado interno.
Asegúrese de que cualquier condensación que pueda acumularse en la red de conductos no se acumule en el conector del cable de la sonda ni en la caja de terminales.
5. Procedimiento de ensayo de holgura de la sonda
5.1 Introducción
Para garantizar un funcionamiento seguro y correcto del sistema, es esencial que la punta de la sonda no toque ninguna parte de la caldera ni del tubo de protección. Las normas exigen que la punta de la sonda tenga una holgura de al menos 14 mm (9/16").
Este ensayo confirma que la sonda LP30 está instalada correctamente. El ensayo debe realizarse en la instalación inicial y cada vez que se retire la sonda de la caldera, por ejemplo, para una inspección anual.
Se utiliza un par de «alambres de comprobación» junto con un medidor de resistencia de aislamiento para comprobar si existe una holgura radial inferior a 14 mm (9/16") desde el extremo de la punta. Esto se indica mediante un «cortocircuito» (es decir, una lectura inferior a infinito).
Cuando se realiza correctamente, el ensayo garantiza que la posición final de la punta de la sonda esté al menos a 14 mm (9/16") del tubo de protección.
5.2 Método de ensayo
- Drene el agua hasta un nivel de al menos 50 mm (2") por debajo del nivel de alarma y purgue la caldera o el recipiente a la atmósfera.
- Retire la sonda (si está instalada) y monte un par de alambres de comprobación en el extremo de la punta de la sonda, a 90° entre sí y como máximo a 10 mm (3/8") del extremo de la punta.
- Pase con cuidado la sonda a través de la conexión roscada y hacia el interior del tubo de protección. Los alambres de comprobación se flexionarán para permitir el paso y luego recuperarán sus posiciones originales.
- Enrosque la sonda a mano, sin utilizar cinta de PTFE.
- Conecte el cable de tierra del medidor a la caldera y el cable activo al pin 1 del conector de la sonda. Compruebe el contacto con la caldera con el medidor.
- Active el medidor y observe la pantalla. Desenrosque lentamente la sonda una vuelta completa (sin balancear indebidamente la sonda).
- Si no se detecta ningún cortocircuito, desconecte los cables del medidor, desenrosque y retire la sonda, procurando que los alambres de comprobación no se enganchen en la cara inferior de la conexión roscada.
- Retire los alambres de comprobación e instale la sonda como se describe en la sección 3, «Instalación».
- Las alarmas de nivel bajo deben probarse funcionalmente bajando el nivel de agua antes de permitir que la caldera funcione sin supervisión. Otra documentación describe este procedimiento.
- Complete la hoja de registro de holgura (véase la sección 5.3, «Hoja de registro de holgura de la sonda»).
Advertencia: es esencial retirar los alambres de comprobación de la sonda antes de la puesta en servicio de la caldera o el recipiente. No hacerlo podría provocar que las alarmas de nivel bajo no funcionen.
Si durante el ensayo se detecta un cortocircuito, será necesario investigar más a fondo. A continuación se indican algunas posibles causas:
- Punta de la sonda doblada o mal montada.
- Tubo de protección o conexión roscada desalineados.
- Tubo de protección con un diámetro interior insuficiente o no suficientemente profundo (el tubo debe ser al menos 40 mm (1 9/16") más profundo en su interior que el extremo de la sonda).
5.3 Hoja de registro de holgura de la sonda
Recomendamos encarecidamente conservar un registro del ensayo de holgura de la sonda, y a tal efecto se proporciona una hoja de registro. En ella se recogen la fecha, el motivo del ensayo (instalación inicial o inspección anual), una confirmación de holgura de que la holgura de la punta es superior a 14 mm (9/16"), la firma de la persona que retiró los alambres de comprobación y la verificación de un evaluador independiente (que podría ser, por ejemplo, un inspector de seguros), confirmando que el ensayo se ha realizado, que los alambres de comprobación se han retirado y que la hoja de registro ha sido cumplimentada correctamente por una persona competente. El registro debe cumplimentarse cada vez que se monte o vuelva a montar la sonda.
6. Mantenimiento
No se requiere ningún mantenimiento especial, aparte de una inspección y limpieza anuales del conjunto de la sonda. Es especialmente importante limpiar las superficies de contacto roscadas entre la extensión de la punta y el electrodo central de la sonda (utilice papel abrasivo fino). Se recomienda una limpieza más frecuente cuando la calidad del agua de la caldera pueda provocar una acumulación de incrustación aislante u óxido en la sonda.
Limpie el cuerpo de la sonda con un paño humedecido con agua desionizada o alcohol isopropílico. Otros agentes de limpieza pueden dañar el producto e invalidarán la garantía.
No obstante, los controles de nivel de agua de la caldera sí requieren pruebas e inspecciones periódicas. Para obtener instrucciones de prueba específicas de los sistemas Spirax Sarco, consulte la documentación correspondiente.
7. Repuestos
Utilice únicamente piezas de recambio originales Spirax Sarco. Los repuestos que se indican a continuación son los únicos disponibles; no se suministra ningún otro repuesto.
| Repuesto | N.º de almacén | Envase |
|---|---|---|
| Pasadores de retención de la punta LP30 | 4024780 | Envase de 10 |
| Juego de comprobación de holgura | 4024781 | 1 juego (2 resortes) |
Pedido de repuestos: solicite los repuestos utilizando la descripción del repuesto disponible e indique el nombre del producto. Por ejemplo: 1 ud. de juego de comprobación de holgura para la sonda de nivel con autocontrol Spirax Sarco LP30.