10"

9 1/2"

7/8"

11 1/2"5 3/4"

2 3/4"

7 7/8"

CL

EDGE

EDG

E

40 3/4"

EDGE

EDG

E

10 1/4"

4" 4"

4"

1/4"

5/8" X 5/8" X 1 3/4"LONG SA36 C.S. SQUARE BAR

CONTROTRACE BUTTWELD DETAIL

UNIJACKET

FRONT VIEW

20 1/2"

3 7/8" R.

8"

2 1/2"

13 3/4"

13 1/2"

14"

SIDE VIEW

19"

12 1/2"

11 1/8"

3/4" SA105 150#RFSO FLANGE

3/4" SCH 40 X 6"LONG SA106 GR B PIPE

5/8" X 5/8" X 1 3/4"LONG SA36 C.S. SQUARE BARCONTROTRACE ELEMENT

TYPICAL CPLG. ATTACHMENTAND END CLOSURE DETAIL

MIN.5/16"

3/16"

PANEL 1A CL

TOP VIEW

6"

18 1/2"

3 7/8" R.

2 1/2"2

PART LINE

Sistemas calefactoresapernables de CSI

Tuberías • Válvulas • Bombas • Medidores • Instrumentos • Tanques • Recipientes

Folleto CSI CTCH -1

El sistema calefactor apernable de CSI

Los sistemas de tuberías y los compo-nentes enchaquetados integralmente hansido un método favorito usado en plantas

cuyos procesos requieren temperaturas ele-vadas para transferircon eficiencia produc-tos tales como elazufre, los bitúmenes,el anhídrido ftálico, eldi-metil tereftalato y lospolímeros. Paramuchos de estos pro-cesos, la posibilidad debombear sin dificul-tades, la calidad delproducto, laspropiedades de flujo yla operación confiabledel equipo dependende los rangos de vis-cosidad controladospor la temperatura.

Los enchaquetadosintegrales ofrecen lasventajas de poseer construcción unitaria, altarazón de transferencia de calor desde elmedio calefactor al proceso, además depoder mantener las temperaturas de procesodentro de límites muy estrechos.

Las desventajas de los sistemas encha-quetados integralmente incluyen la selecciónlimitada disponible para componentes encha-quetados, los plazos de entrega relativa-mente largos para estos componentes y lainconsistencia de la calidad de los compo-nentes enchaquetados por la falta de están-dares de fabricación en la industria del rubro.

El sistema calefactor apernable de CSIincluye productos que responden positiva-

mente a las desventajas del enchaquetadointegral citadas anteriormente. El sistemaapernable proporciona la eficiencia térmicanecesaria para cumplir aún con necesidades

muy estrechas de pro-ceso. Las opcionespara la calefacción delproducto son versátiles,abarcando desde lafunción primaria delmantenimiento de latemperatura hasta lasaplicaciones térmicasmás complejas dealzas de temperaturapara la fundición delproducto e infrecuente-mente la función deintercambiador de calorpara calentamiento oenfriamiento de un pro-ceso.

El sistema calefactorapernable de CSI con-

siste en dos grupos básicos de productos losque se exponen en mayor detalle en las pági-nas siguientes:

• Chaquetas apernables ControHeatpara válvulas, bombas, medidores y otroscomponentes

• Elementos calefactores ControTracepara tuberías, tanques y recipientes

Este folleto describe los productos y losservicios que ofrece CSI para ayudarles a losdiseñadores e ingenieros a optimizar eldesempeño y el valor de sistemas calefac-tores apernables específicos.

Las ventajas del sistema calefactor apernable de CSI

No existe riesgo de contaminación cruzada. Los defectos dela fabricación o las fisuras de la tubería maestra pueden causarcontaminación cruzada. El diseño de doble pared del sistemacalefactor apernable de CSI elimina la posibilidad de contami-nación cruzada. El fluido calefactor no puede hacer contacto

con el proceso y el proceso no puedeinundar el sistema calefactor.

Economía en el control de temperatura. Según los requisi-tos térmicos del proceso, el sistema calefactor apernable deCSI puede ofrecer ahorros significantes del costo si se com-para con un sistema de proceso completamente enchaque-tado. En general, el costo del sistema apernableaumenta a medida que la temperatura requeridapara el proceso se aproxima a la temperatura del flui-do calefactor. Cuando los límites de diseño de latemperatura son muy estrechos, es decir de 1 a 2°C,los ingenieros diseñadores deben analizar cuidadosa-

mente la posibilidad de puntos fríos paradeterminar la cobertura térmica óptima.

Bajo costo de mantenimiento. Prácticamente cualquier pieza ocomponente de un proceso puede ser calentado económica-mente mediante una chaqueta apernable. Debido a que puedenusarse componentes del tamaño de la tubería a través de todo

el sistema, el reemplazo de componentes individuales, como unaválvula, puede hacerse sin preocupación de causar demoras

largas o crisis.

Existen varias ventajas del sistema calefactor apernable de CSI. Las principales son:

Versatilidad en la selección de los compo-nentes. Los ingenieros de proyectopueden seleccionar de un ampliorango de productos corrientesporque los componentes del sistemason a menudo delmismo tamañode la tubería.Se da porentendido

que el componente base debe ser capazde funcionar a temperaturas de dise-

ño muy elevadas. La lista de dise-ños de las chaquetas ControHeat

cuenta con más de 3.500 compo-nentes típicos de proceso y cada

semana se agre-gan variosdiseñosnuevos.

1

Proceso

Medio decalentamiento

Factura

Chaquetas ControHeat para cubrir válvulas

1. El fluido calefactor bajo presión entra en lacámara a presión que está empotrada en elcuerpo de aluminio. La cámara a presión puedeser de acero al carbono o de acero inoxidable.

2. La cámara a presión está diseñada, fabricada ysometida a prueba de acuerdo con las estrictasnormas norteamericanas ASME Boiler andPressure Vessel Code, Sec. VIII, Div. 1.

3. La chaqueta de aluminio, la cual no está nuncaen contacto con el fluido calefactor a presión,transmite rápidamente el calor desde la cámaraa presión a la superficie externa de la válvula.

4. Generalmente se emplea un cemento de trans-ferencia térmica en la chaqueta para evitar almáximo cualquier hueco entre ésta y el cuerpode la válvula. Este cemento facilita una trans-ferencia eficiente del calor.

2

La empresa CSI fabrica chaquetas apernablesControHeat para casi cualquier tipo de válvula. Por logeneral se ofrecen dos tipos de construcción de cha-quetas: De una sola pieza llamadas UniJacketspara válvulas de 3” o menos, y de dos piezas paraválvulas de 4” o más. Las válvulas de tamañogrande, como ser las de compuerta de 20”,pueden requerir más de dos piezas a fin de facilitarla instalación.

1

2

3

Chaqueta típica ControHeat,de dos piezas, para válvulas.

4

Las chaquetas ControHeatfuncionan de la siguiente manera:

Las válvulas de con-trol con chaquetas inte-grales a menudo requierenlargo tiempo de fabricación. Aveces la demora de la entrega obliga aque los ingenieros instrumentistas sacri-fiquen el buen desempeño en favor de ladisponibilidad. Las chaquetas ControHeat le permitenseleccionar la válvula óptima para el proceso sin cuidadode sufrir retrasos en la obtención de la chaqueta.

Esta chaqueta UniJacket instalada en una válvula demuestra mantiene a esta última libre de atascamientos ylista para funcionar en todo momento.

Las válvulas de tres pasos se calientan fácilmente conchaquetas ControHeat. Pueden acomodarse variosestilos de bases para sus actuadores.

Esta chaquetaControHeat de dospiezas, diseñada parafuncionar con vaporde aceite caliente,tiene conexionesbridadas, cubre unamplio rango de bridascompañeras y se usa a 340°Cen una válvula de bola de 20” quefunciona en un reactor de polímeros.

Chaqueta UniJacketinstalada sobre una válvulade bola. Las mangueras flexi-bles aisladas de CSI conectanla chaqueta a los elementosControTrace que calefaccionan una tubería adyacente.

Cualquier chaqueta ControHeat para válvulas puede serdiseñada para calefaccionar bridas compañeras entuberías, tal como se ve en estas chaquetas paraválvulas-tapón en servicio de bis-fenol-A.

3

Las chaquetas ControHeat para bombas

Las chaquetas apernables ControHeat se usan exten-samente a través de la industria de proceso paramejorar la eficiencia de las bombas, prevenir la que-mazón de los motores y pro-mover la uniformidad en lastemperaturas de proceso.Algunas aplicaciones críticasen bombas dosificadorasrequieren enchaquetamientopara asegurar un bombeoexacto. Ciertas aplicacionesde bombas de engranajesrequieren enchaquetamientopara minimizar la degradaciónde los polímeros y de otrosproductos que son sensibles alos esfuerzos de cizalla. Los barrilesde las bombas de cavidad progresivapueden necesitar calentamiento para bombear pro-

ductos alimenticios tales como el chocolate, losjarabes y los productos lácteos. En algunos procesos

por cantidad (batch)puede necesitarse unenchaquetamiento dela bomba durante el

arranque sólamente.En el bombeo de azufre,

anhídrido ftálico o de di-metil tolueno no sólo elcuerpo de la bomba nece-

sita calentamiento contínuosino que posiblemente también la

placa posterior. Cuando el fabricante dela bomba no ofrece placas posteriores encha-

quetadas, la empresa CSI ofrece tanto chaquetascalefactoras apernables como también chaquetasControHeat.

Chaquetas ControHeatinstaladas en dos bom-bas dosificadoras dediafragma. Las chaque-tas cubren tantolos cuatrocabezales de labomba como los conjuntosde las válvulas de retención.

Bomba a pis-tones para alta pre-sión con chaquetaeléctrica trifásicaControHeat.

Bomba de cavidad progresiva para la aplicación de lalimpieza en el lugar en el servicio de productos ali-menticios.

4

Bomba de engranajes con motormagnético y válvula externa de alivio,totalmente enchaquetada, para servicio deaceite caliente. La chaqueta ControHeat que cubreel motor magnético se usa para calentamiento.

Los elementos condensables en las corrientes de gaspueden acumularse y tapar el flujo en los pasajes decontención de llamas. Las chaquetas ControHeatmantienen los pasajes despejados.

Las chaquetas ControHeat para medidores e instrumentos

El desempeño de un pro-ceso y la exactitud delos datos del mismo amenudo depende delos instrumentos, losmedidores y los disposi-tivos de seguridad que fun-cionan a temperaturas de pro-ceso elevadas. La empresa CSIfabrica chaquetas para muchostipos de medidores, instrumentos yequipo relacionado tales como celdas depresión diferencial, medidores tipo vórtice,discos de ruptura, flujómetros tipo coriolis, vis-

cosímetros, respiraderos de tanques, indicadoresde nivel y flujómetros estáticos. Muy pocos de

estos componentes son disponibles conchaquetas integrales. Las chaquetas

ControHeat cuentan con servicio exi-toso para otros componentes.

Aun varios fabricantes deestos productos han inclui-

do las chaquetasControHeat como

producto estándarpara complemen-

tar sus propiaslíneas de productos.

Medidor tipo coriolis en un servi-cio de proceso de pre-polímero aalta temperatura. La chaqueta secalefacciona con aceite caliente ymantiene el medidor a 315°C.

Indicador de nivel delíquido en un servicio de almace-namiento de aceite de palma. Lachaqueta cubre completamentetodas las superficies en contactocon el líquido de proceso.

Los amortiguadores de pulsacióncon enchaquetado ControHeat enaplicaciones a alta temperaturaproveen un servicio crítico paralos instrumentos y medidoresaguasabajo. La chaqueta mantieneen estado líquido el fluido de proce-so estancado que se encuentradebajo del colchón de gas delamortiguador.

La chaqueta ControHeat instalada en un viscosímetroBrookfield aumenta el rango de operación del instru-mento y su durabilidad, a la vez que mejora la exacti-tud de los datos que recoge.

5

Los elementos de calentamiento ControTrace para tuberías

Los elementos calefactores ControTrace han dadoexcelentes resultados en una variedad de aplica-ciones, desde el chocolate hasta la resina depolietileno. Un sinnúmero de plantas hanreducido drásticamente el uso detuberías enchaquetadas y han preferi-do usar ControTrace en las tuberíasde proceso de di-metil tereftalato,resinas de trementina, azufre,cloruro de cianuro, ácido acrílico,productos fundidos y numerosastuberías para la recirculación del pro-ducto en el fondo del tanque.Algunas de estas plantas fabrican loselementos en el terreno. Otras dependende CSI para recibir un servicio completode diseño, fabricación e instalación delsistema calefactor apernable.

Los elementos ControTrace se fabri-can con tubería para calderas deacero al carbono SA178 Gr. A. Loselementos cumplen con las nor-mas de presión del código esta-dounidense ASME Boiler and Pressure Vessel Code,

Sect. VIII, Div. 1. El tamañomás popular de

ControTrace es de formarectangular de 1” x 2” con la

superficie del lado de latubería moldeada para confor-

marse al diámetro exterior de latubería sobre la que será super-puesta. Generalmente se usa uncemento térmico, que no sereseca, para mejorar la transfe-rencia de calor entre el elemento

y la pared de la tubería. Paratuberías de tamaño nominal, de

11⁄2” y menos, se ofrece un tamañomenor de

ControTrace de3⁄4” x 11⁄2”.

Elementos deotro tamaño

pueden fabricarse a lamedida. Para ambientes altamente

agresivos se ofrece ControTrace enacero inoxidable.

3. CSI suministra componentes individuales quelos clientes usan para fabricar en terreno suspropios sistemas calefactores apernables.

2. En base a los dibujos isométricos proporcionados por el cliente, CSI diseña ycalcula el área que los elementos deben cubrir y, con la aprobación del cliente, fabricalas piezas ControTrace finales, las somete a pruebas y las despacha al terreno para ser insta-ladas en la tubería por terceros.

1. La empresa CSI puede entregar el sistema completo de tubería calefaccionadalisto para funcionar. CSI suministra la ingeniería y los dibujos, fabrica la tubería y loselementos ControTrace, colocando el ControTrace sobre la tubería, e instala el sistemaen la planta. Otra opción usada frecuentemente es que CSI produce la tubería y los ele-mentos ControTrace, instala los elementos sobre la tubería, aisla los conjuntos terminados ydespacha el sistema a la planta del cliente para que el monta-je en el terreno sea efectuada por terceros. Por descontado,CSI posee la flexibilidad de suministrar sólamente aquellasporciones específicas del proyecto que el cliente desee.

Opciones de fabricación a la medida: Los clientespueden escoger uno de tres métodos para instalar un sistema detuberías calefaccionadas que utilice elementos ControTrace.

6

La cobertura ControTrace paracodos, aún en la tubería depequeño diámetro como semuestra aquí, cubre la curvaturainterna y externa. El recubrimiento de los costadosde los codos se usa a menudo también.

Los elementosControTrace pueden ser fa-bricados para calefaccionaruniformemente los contornoscomplejos de tuberías tales como las crucetas, las reducciones, olas uniones en forma de i griega.

ControTrace se utiliza con éxito en las tuberías de refine-rías, terminales de descarga de productos, gabarras, yplantas de ácido. Aquéllos, en conjunto con las cha-quetas ControHeat como se ve en las uniones de bolade esta aplicación, pueden suministrar calor en formauniforme y económica a todo elsistema.

El diseño de una cobertura ControTrace sobre una sec-ción específica de tubería depende de las necesidadestérmicas del proceso, del espesor de las tuberías y deltipo y espesor de la aislación en uso. En esta aplicación,los diseñadores de CSI determinaron que los elementoscalefactores colocados en forma perpendicular al flujo delproceso proporcionarían la cobertura más uniforme.

En la aplicación que aparece en la foto, los elementosControTrace comprobaron ser una alternativa reductora delcosto en vez de usar una tubería completamente encha-quetada con acero inoxidable. Ya que no había presiónexterna, la tubería principal se seleccionó considerando losrequisitos del proceso interno. Esto permitió usar unapared más delgada en la tubería, lo cual ahorró dinero.

7

Los elementos calefactores ControTrace para tanques y recipientes

Los tanques de almacenamiento yrecipientes de hasta 8 metros dediámetro funcionan con elementosControTrace los cuales proveencalor uniforme a través de toda lasuperficie.

La configuración de los elemen-tos ControTrace puede ser diseña-da para funcionar con un mediocalefactor líquido o a vapor. La ven-taja clave de ControTrace es que loselementos pueden ser distribuidosuniformemente alrededor del reci-piente, asegurando de esta manerala distribución uniforme del calor.Los enchaquetados pueden fabri-

carse para cabezales cónicos oelípticos. Por lo general, los sis-temas que utilizan un medio cale-factor líquido se diseñan con unaconfiguración de serpentín. Lossistemas que usan un medio cale-factor a vapor se fabrican, gene-ralmente, para que el flujo delmedio sea en forma paralela.Cuando se requiere el uso de flujoparalelo en un sistema que usa unmedio calefactor líquido, puedenincluirse desviadores de flujo den-tro del montaje ControTrace paracanalizar el fluido.

CSI ha desarrollado técnicas especiales de fabricaciónpara alcanzar cobertura uniforme del calor en loscabezales de los recipientes, permitiendo el paso deboquillas de variostamaños.

Cuando se utiliza un mediode calentamiento líquido,los elementos del encha-quetado se fabrican enforma de serpentín paraproveer la distribución uni-forme del calor. En aque-llos casos en que los ele-mentos no-condensablespuedan ocasionar un blo-queo gaseoso, se incluyenpurgas o venteos en pun-tos estratégicos de la cha-queta.

Base de unrecipiente cónicocon elementoControTrace.

8

Los elementos ControTrace seutilizan en este lugar de almace-namiento de anhídrido ftálicoporque aquéllos proveen el mantenimiento uniforme yeconómico de la temperatura en un servicio crítico.

Apoyo de ingeniería para sistema calefactores apernables

El diseño y la fabricación de sistemas detuberías enchaquetadas abarcan unagran parte de las actividades dela empresa CSI. La contínuaevolución de los sistemascalefactores apernablesde CSI está ligadadirectamente alconocimiento y a laexperiencia adquiridaacerca de las tuberíasenchaquetadas porque

los mismos ingenieros que diseñan y dirigenproyectos de tuberías enchaquetadas también

diseñan y dirigen proyectos desistemas calefactores aper-

nables. El enfoque únicode esta experienciaacumulativa, desde la

cotización inicial hastael arranque del proceso,

es la satisfacción del cliente,quien se complace enhacer negocios con CSI.

Dos herramientas computacionales1. A fin de ayudarles a los clientes a determinar la cantidad correcta de

cobertura térmica apernable, la empresa CSI ha desarrollado un progra-ma computacional que permite la introducción de hasta cinco variablesdel proceso. Estas variables son el tipo y el espesor de la aislación, latemperatura del proceso, la temperatura del medio calefactor, la tempe-ratura de diseño del ambiente, y el tamaño nominal de la tubería o deltanque. Varios valores pueden seleccionarse para cada variable. Losdatos producidos por estas variables se usan para determinar el sis-tema óptimo. Los resultados del programa les indican a los diseñadoresel número de elementos ControTrace a usarse, la pérdida de energía porhora por cada metro de tubería y el consumo de medio calefactor nece-sario por hora por cada metro de tubería.

2. El segundo programa computacional, más complejo que el primero,utiliza la teoría de modelación de elementos finitos para perfilar eldesempeño térmico en sección cruzada del sistema calefactor aper-nable. El resultado produce un perfil detallado de la temperatura delsistema de tuberías en equilibrio, la pérdida de calor hacia la atmós-fera a través de la aislación y el calor neto usado en el proceso. Esteprograma considera la conductividad térmica de los componentes delsistema así como los coeficientes de película del fluido de proceso y

del medio calefactor.

Reactor de fundi-ción con elemen-tos ControTraceinstalados en elrecipiente y cha-quetas ControHeatcolocadas en lasválvulas, las bom-bas e instrumen-tos.

Este sistema calefactorapernable diseñadopor CSI está instaladoen una unidad derecuperación de azufreen una gran planta degas. Las tuberías dedistribución utilizan ele-mentos ControTraceen tanto que los acce-sorios se calefaccio-nan con chaquetasControHeat.

END VIEW

9 1/4" 9 1/4"

3 3/8"

15"

2 5/8" R

JACKETPART

TOP VIEW

3 5/8"

2 5/16" R.

4"

10 1/4"4"

EDGE

EDG

E 68" EDG

E

18 3/4

6 9/16 7 1/4

R2 1/8R3 3/4

13 1/8

11

6 1/8

38"

57 1/4"

15 3/4" 12 7/8" 12 7/8" 15 3/4"

12 1/8"

13"

12 1/2"

2 3/8

1/2 6 1/16 11 11/16 1/2

5/8

1 1/8

5/8

1 3/4

1

3 1/84 3/4

7 1/4

2 5/16

5/16" DIA. HOLES THRUTYP (4) PLACES

3/4"-3000# TH'D FULL CPLG'S(2) TWO EA. PER HALF

Para recibir informaciónadicional y cotizaciones, favorde escribir o llamar a:

Controls Southeast, Inc.P.O. Box 7500 Charlotte, NC 28241Phone: (704) 588-3030 Fax: (704) 588-3039e-mail: sales@csiheat.comhttp://www.csiheat.com

2.5M598

Plataforma para aditivos depolímeros con sistema cale-factor apernable para 230°C

Los elementos ControTrace en este vagón-tanque de ferro-carril resolvieron un problema crítico de mantenimiento paraun importante productor de caprolactam.

CSI ofrece servicio completo para sistemas calefac-tores apernables: Diseño e ingeniería, fabricación,instalación y responsibilidad.

Oficinas generales de CSI en Charlotte, Carolina del Norte, EE. UU.