Sistemas de seguimiento de calefacción: guía de instalación, control y selección de cables

Considere una línea de fueloil de acero al carbono de 150 m en una terminal: a una temperatura ambiente de -10°C, la línea puede perder entre 2 y 4 kW dependiendo del aislamiento y el viento. Sin rastro de calentamiento, el aceite se enfría, la viscosidad aumenta y la bomba de transferencia puede fallar mucho antes de que la línea llegue al tanque. La conclusión útil es que la traza calefactora es un circuito térmico, no un accesorio de cable. Debe dimensionarse según la pérdida de calor, la temperatura de mantenimiento, el medio ambiente, el control y el método de instalación. Si se pierde alguno de ellos, un cable bien hecho seguirá siendo un problema de mantenimiento.

El trazado calefactor, también llamado trazado calefactor o calentamiento eléctrico, aplica calor controlado a la superficie de una tubería, tanque, instrumento o conducto para reemplazar el calor perdido en el entorno. Puede realizar dos trabajos diferentes: protección contra congelamiento, donde el objetivo es mantener los fluidos a base de agua por encima de 0 °C con un margen de seguridad, y mantenimiento de la temperatura del proceso, donde el objetivo es mantener un producto en una condición de viscosidad, flujo o reacción. Los dos trabajos parecen similares en un dibujo, pero requieren densidad de potencia, tipo de cable, sensores y alarmas diferentes.

Qué es y qué no es la traza calefactora

No sustituye al aislamiento. El aislamiento reduce la pérdida de calor; el calentamiento de trazas compensa la pérdida restante. Si el aislamiento está mojado, dañado o falta en bridas y válvulas, el circuito de seguimiento dura más tiempo y se calienta más. Esto acorta la vida útil del cable y puede empujar un cable autorregulador fuera de su rango de ajuste útil. La regla práctica es fijar primero la envoltura térmica y luego dimensionar el cable de seguimiento para la pérdida de calor real.

Tampoco es un producto único. Un circuito completo normalmente incluye el cable calefactor, el cable frío, los prensaestopas, las cajas de conexiones, el aislamiento térmico, un termostato o sensor RTD, un contactor o controlador de estado sólido, protección contra fugas a tierra y alarmas. En áreas peligrosas, la certificación debe cubrir el cable, los prensaestopas, los gabinetes y el gabinete de control como un conjunto. Un cable con certificado ATEX o IECEx no es suficiente si la caja de conexiones o el panel de control es de servicio normal.

Tipos de cables de un vistazo

Para circuitos trifásicos de potencia constante en tramos más largos o de mayor temperatura, el diseño del cable y del circuito deben verificarse juntos, no seleccionarse únicamente de una temperatura del catálogo.

Calentador de traza trifásico de potencia constante Para funcionamientos trifásicos más largos o de mayor temperatura, este calentador mantiene la producción constante por metro, se puede cortar en el sitio y se adapta al calentamiento de procesos viscosos o corrosivos. Ver producto →

Comience con la pérdida de calor y mantenga la temperatura.

Antes de elegir un cable, calcule u obtenga la pérdida de calor por metro en la temperatura ambiente más baja esperada y la temperatura de mantenimiento requerida. Una cotización que enumera únicamente el tipo de cable y los vatios por metro está incompleta. Los siguientes datos suelen decidir si el circuito funcionará:

1. Funciones: protección contra congelamiento, control de viscosidad o mantenimiento de la temperatura del proceso.
2. Detalles de tubería o tanque: diámetro, longitud, material, espesor de aislamiento y conductividad térmica.
3. Diferencia de temperatura: ambiente mínima, temperatura de mantenimiento y exposición máxima si se purga o limpia la línea.
4. Densidad de potencia y voltaje: vatios por metro, voltaje de suministro, longitud del circuito y corriente de arranque.
5. Filosofía de control: termostato, RTD, control proporcional, alarma, monitoreo remoto y configuración de disparo.
6. Clasificación del área y restricciones de instalación: área peligrosa, corrosión, lavado, costa afuera o línea enterrada.

Si el proveedor no puede mostrar los supuestos de cálculo, la cotización es sólo un precio de cable. Esto es importante porque un circuito de rastreo a menudo falla en el punto débil entre el cable, el prensaestopas, la caja de conexiones y el termostato, no en el elemento calefactor en sí. Para obtener una visión más amplia del cable, los controles y los accesorios en un solo lugar, consulte nuestra gama de productos de trazas de calor .

Protección contra congelación: dónde se esconden los ahorros

La protección contra congelación suele ser la aplicación más económica. El objetivo no es calentar la tubería; es mantener el líquido por encima del punto de congelación con un margen confiable. Un error de diseño común es ignorar válvulas, bridas, tramos muertos y tomas de instrumentos. Estos accesorios añaden superficie y masa térmica, por lo que la disposición del cable y la potencia permitida deben cubrirlos. Un termostato ajustado a 5°C puede ser adecuado para una línea de agua bien aislada, pero la ubicación del sensor es importante: un sensor en el cable caliente en lugar de en la tubería hará que el circuito cicle incorrectamente.

El cable autorregulador es popular aquí porque su salida cambia con la temperatura, pero el circuito aún necesita protección contra fugas a tierra, un contactor clasificado para la corriente de arranque y una alarma por pérdida de suministro o baja temperatura de la tubería. Los calentadores de trazas de mantenimiento de baja temperatura se utilizan a menudo para líneas de agua, tuberías de protección contra incendios y tanques pequeños donde la temperatura de mantenimiento es modesta y la oscilación ambiental es moderada.

Calentador de trazas de mantenimiento de temperatura a baja temperatura Cuando las temperaturas de mantenimiento moderadas y la protección contra heladas son suficientes, este calentador de potencia constante soporta tuberías, tanques, válvulas y equipos en HVAC, tratamiento de agua y procesamiento de alimentos. Ver producto →

Mantenimiento de la temperatura del proceso: viscosidad, flujo y calidad del producto.

Las líneas de proceso son menos indulgentes. Las líneas de transferencia de petróleo pesado, bitumen, productos químicos y de muestreo de gas pueden necesitar un mantenimiento de temperatura muy por encima de la temperatura ambiente, y la variación permitida puede ser sólo de unos pocos grados. En estas tareas, el tipo de cable, la posición del sensor y el modo de control deben seleccionarse juntos. Un cable de potencia constante o con aislamiento mineral puede ser mejor cuando la temperatura de mantenimiento es alta o donde la línea tiene bridas y válvulas repetidas. El cable autorregulador es conveniente para temperaturas más bajas y ambientes variables, pero aún es necesario verificar su temperatura máxima de exposición y su corriente de arranque.

No mida el tamaño únicamente por la "temperatura máxima". La cifra relevante es la temperatura de mantenimiento en las peores condiciones de pérdida de calor, más un margen que el sistema de control puede gestionar. Sobredimensionar un cable para cubrir la incertidumbre puede sobrecalentar el producto estancado, mientras que subdimensionarlo deja la línea por debajo de la viscosidad requerida en las horas más frías de la noche.

Detalles de control y áreas peligrosas que deciden la confiabilidad

El armario de control no es una caja de contactores. Debe definir cómo arranca el circuito, cómo da la alarma y cómo falla. Para la protección contra la congelación, un simple termostato puede ser suficiente, siempre que el sensor esté en la tubería y la alarma sea visible. Para el mantenimiento de procesos, un RTD y un controlador proporcional suelen dar mejores resultados, especialmente cuando la línea está parcialmente inactiva. La protección contra fugas a tierra es esencial, pero los disparos molestos son comunes cuando el aislamiento del cable se daña durante la instalación o cuando la humedad ingresa a un prensaestopas sellado incorrectamente.

En un área peligrosa, verifique el conjunto completo: cable, prensaestopas, cajas de conexiones, gabinete de control y sensor de temperatura. La clasificación del área, el grupo de gas y la clase de temperatura deben confirmarse antes de finalizar la cotización. Un gabinete de control de rastreo para ubicaciones peligrosas debe incluir la certificación requerida, una protección de gabinete correcta y un diseño de terminal claro para pruebas de campo.

Gabinete de control de trazas de calefacción para ubicaciones peligrosas Para conjuntos de calefacción de trazas en áreas peligrosas, este gabinete combina control de temperatura, monitoreo y administración de energía en 1 a 72 circuitos para protección contra congelamiento y mantenimiento de procesos. Ver producto →

Instalación y puesta en marcha: fallos que puedes prevenir

La mayoría de los problemas de calentamiento de trazas aparecen en la puesta en servicio o después de la primera ola de frío. El cable puede ser eléctricamente sano pero térmicamente ineficaz porque no está apretado contra la tubería, porque el aislamiento está mojado o porque el sensor está en el lugar equivocado. Durante la instalación, mantenga el cable alejado de bordes afilados, siga el radio de curvatura especificado, utilice la cinta y el compuesto térmico correctos y selle todos los casquillos. No energice el circuito hasta que hayan pasado las pruebas de continuidad y resistencia del aislamiento.

• Registre la resistencia de aislamiento y la resistencia del bucle antes y después del trabajo de aislamiento.
• Etiquete cada circuito en ambos extremos y actualice el cronograma del panel.
• Verifique la calibración del termostato y RTD con un termómetro de referencia.
• Confirme la configuración de alarma y disparo con una señal de sensor simulada.
• Fotografíe la disposición del cable antes de cerrar el aislamiento.

nuestras notas sobre normas de construcción e inspección Ofrezca una lista de verificación a nivel de campo para estos pasos.

Qué incluir en una consulta de seguimiento de calefacción

Una consulta útil le brinda al proveedor suficiente información para dimensionar el circuito, no solo para vender un cable. Incluya el tamaño y la longitud de la tubería, el material, el tipo y espesor del aislamiento, la temperatura ambiente mínima, la temperatura de mantenimiento, la temperatura máxima de exposición, el voltaje de suministro, la clasificación del área, los requisitos de control y cualquier límite de instalación, como el transporte en alta mar o el acceso restringido. Si la línea tiene válvulas, bridas, soportes o instrumentos, dígalo. Esos detalles cambian la longitud del cable y la potencia permitida.

La decisión final debe basarse en el servicio térmico y el modo de falla que pueda tolerar. La protección contra congelamiento a menudo puede aceptar un simple termostato y un cable autorregulador. Una línea de proceso de alta temperatura puede necesitar un vataje constante o un cable con aislamiento mineral, un gabinete de control exclusivo y registros de puesta en servicio más estrictos. En ambos casos, la traza calefactora funciona mejor cuando el cable, el aislamiento, el sensor, el control y la instalación se tratan como un solo sistema.