Elegir el tipo de prensaestopas incorrecto para instalaciones en zonas peligrosas puede provocar fallos catastróficos, daños en los equipos e infracciones de seguridad que cuestan a las empresas millones en tiempos de inactividad y sanciones reglamentarias. Las glándulas de barrera utilizan un mecanismo de barrera física con juntas de elastómero1 para evitar la entrada de gas, mientras que los prensaestopas compuestos se basan en un compuesto de sellado que fluye alrededor de los núcleos de los cables para crear sellos estancos al gas: los prensaestopas de barrera ofrecen un mantenimiento y una sustitución de cables más sencillos, mientras que los prensaestopas compuestos proporcionan un sellado superior a largo plazo para instalaciones permanentes en atmósferas explosivas. El mes pasado, Marcus Weber, supervisor eléctrico de una planta petroquímica de Hamburgo (Alemania), sufría frecuentes fallos de estanqueidad en las conexiones de sus cables blindados. Áreas peligrosas de la zona 12. Después de cambiar las glándulas compuestas estándar por nuestras Certificado ATEX3 su equipo redujo las llamadas de mantenimiento en 75% y logró cero incidentes de entrada de gas en seis meses de funcionamiento.
Índice
- ¿Qué son las glándulas de barrera y cómo funcionan?
- ¿Qué son los prensaestopas compuestos y su mecanismo de sellado?
- ¿Qué aplicaciones requieren prensaestopas de barrera o compuestos?
- ¿Cómo se comparan los requisitos de instalación y mantenimiento?
- ¿Cuáles son los costes de cada tipo?
- Preguntas frecuentes sobre las glándulas de barrera y las glándulas compuestas
¿Qué son las glándulas de barrera y cómo funcionan?
Comprender la tecnología de los prensaestopas de barrera es crucial para los ingenieros que trabajan con instalaciones en zonas peligrosas, donde la estanqueidad fiable a los gases y la accesibilidad para el mantenimiento son preocupaciones primordiales.
Los prensaestopas de barrera utilizan un sistema de sellado mecánico con barreras de elastómero que se comprimen alrededor de los núcleos individuales de los cables para evitar la migración de gases, y cuentan con elementos de sellado extraíbles que permiten sustituir los cables sin alterar el compuesto, lo que los hace ideales para instalaciones temporales, aplicaciones de mantenimiento intensivo y situaciones que requieren cambios frecuentes de cables en atmósferas explosivas.
Principio de sellado mecánico
Sistema de barrera de elastómero: La tecnología de núcleo se basa en insertos de elastómero moldeados con precisión que crean juntas individuales alrededor de cada conductor del cable. Estas barreras se comprimen radialmente cuando se aprieta el prensaestopas, formando juntas estancas al gas que impiden la migración de gases explosivos a lo largo de los núcleos de los cables.
Ventajas del diseño modular: A diferencia de los prensaestopas compuestos, los sistemas de barrera utilizan módulos de sellado reemplazables que pueden retirarse y volver a instalarse sin afectar a otros cables del mismo prensaestopas. Esta modularidad reduce significativamente el tiempo y los costes de mantenimiento en aplicaciones industriales.
Presión nominal Rendimiento: Nuestros prensaestopas de barrera con certificación ATEX alcanzan presiones nominales de hasta 10 bar, cumpliendo Requisitos antideflagrantes Ex d4 para áreas peligrosas de Zona 1 y Zona 2. El diseño del cierre mecánico mantiene la integridad incluso en condiciones de ciclos térmicos y vibraciones habituales en entornos industriales.
Materiales de construcción y certificaciones
Materiales de la vivienda: Disponibles en latón, acero inoxidable 316L y aleación de aluminio para satisfacer requisitos medioambientales específicos. Las opciones de grado marino incluyen resistencia adicional a la corrosión para instalaciones en alta mar y costeras.
Compatibilidad con elastómeros: Utilizamos elastómeros NBR, EPDM y Viton en función de los requisitos de exposición química. Cada material se somete a pruebas de compatibilidad con productos químicos industriales comunes, incluidos hidrocarburos, ácidos y disolventes de limpieza.
Normas de certificación: Nuestros prensaestopas de barrera llevan ATEX, IECEx5, y certificaciones UL para su aceptación en el mercado mundial. Las clasificaciones de temperatura van de T1 a T6, cubriendo aplicaciones desde -40°C a +200°C.
¿Qué son los prensaestopas compuestos y su mecanismo de sellado?
Los prensaestopas compuestos representan el enfoque tradicional para el sellado de cables en zonas peligrosas, ya que utilizan compuestos fluidos que crean barreras de gas permanentes alrededor de las instalaciones de cables.
Los prensaestopas compuestos utilizan compuestos de sellado que fluyen alrededor de los núcleos de los cables durante la instalación para crear sellos permanentes y herméticos al gas rellenando todos los huecos e intersticios dentro de la entrada del cable, lo que proporciona un rendimiento de sellado superior a largo plazo para instalaciones permanentes, pero requiere una sustitución completa cuando los cables necesitan mantenimiento o modificaciones.
Tecnología de sellado compuesto
Características de flujo: Los compuestos de sellado están diseñados para fluir bajo presión durante la instalación, garantizando un relleno completo de los huecos alrededor de las formas irregulares de los cables y las configuraciones de varios núcleos. El compuesto se endurece para formar una barrera permanente que impide la migración de gases a lo largo del recorrido de los cables.
Composición química: Los compuestos modernos utilizan fórmulas a base de poliuretano o epoxi que proporcionan una excelente adherencia a las cubiertas de los cables y a las carcasas de los prensaestopas. Estos materiales resisten los ciclos térmicos y la exposición a productos químicos, y mantienen la flexibilidad necesaria para adaptarse al movimiento de los cables.
Proceso de curado: La instalación requiere proporciones de mezcla adecuadas y tiempo de curado - normalmente 24-48 horas para el desarrollo completo de la resistencia. Las condiciones de temperatura y humedad durante la instalación afectan significativamente al rendimiento final del sellado.
Características de rendimiento
Fiabilidad a largo plazo: Una vez instalados y curados correctamente, los prensaestopas compuestos ofrecen un excepcional rendimiento de estanquidad a largo plazo con unos requisitos de mantenimiento mínimos. El sellado permanente elimina las preocupaciones sobre el envejecimiento del elastómero o la degradación del sellado mecánico.
Resistencia a la presión: Las juntas compuestas pueden alcanzar presiones nominales más altas que los sistemas de barrera, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de alta presión en instalaciones de procesamiento de petróleo y gas.
Estabilidad térmica: Los compuestos de calidad mantienen la integridad de la estanquidad en amplios intervalos de temperatura sin los problemas de dilatación térmica asociados a las juntas de elastómero.
¿Qué aplicaciones requieren prensaestopas de barrera o compuestos?
La elección entre prensaestopas de barrera y prensaestopas compuestos depende de los requisitos específicos de la aplicación, las estrategias de mantenimiento y las limitaciones operativas, que varían considerablemente de un sector a otro.
Los prensaestopas de barrera destacan en aplicaciones de mantenimiento intensivo, instalaciones temporales y situaciones que requieren cambios frecuentes de cables, mientras que los prensaestopas compuestos se prefieren para instalaciones permanentes, entornos de alta presión y aplicaciones en las que la fiabilidad del sellado a largo plazo supera las preocupaciones de accesibilidad por mantenimiento.
Aplicaciones del prensaestopas de barrera
Entornos de mantenimiento intensivo: Las plantas de procesamiento químico, refinerías e instalaciones de fabricación en las que son frecuentes las modificaciones de equipos y las sustituciones de cables se benefician de la accesibilidad de los prensaestopas de barrera. La posibilidad de sustituir cables individuales sin afectar a otros circuitos reduce el tiempo de inactividad y los costes de mantenimiento.
Instalaciones temporales: Las obras de construcción, los equipos móviles y las instalaciones de procesamiento temporales requieren a menudo conexiones de cables que pueden necesitar modificaciones o reubicaciones. Los prensaestopas de barrera proporcionan la flexibilidad necesaria para estos entornos dinámicos.
Instalaciones multicable: Los paneles de control, las cajas de conexiones y los puntos de distribución con múltiples entradas de cables se benefician de la modularidad de los prensaestopas. El mantenimiento de circuitos individuales no interrumpe otros sistemas que comparten la misma caja.
Aplicaciones de los golletes compuestos
Infraestructura permanente: Los sistemas de distribución de energía, la supervisión de tuberías y las instalaciones industriales fijas en las que rara vez es necesario sustituir los cables se benefician de la permanencia y fiabilidad de los prensaestopas compuestos.
Entornos de alta presión: Las plataformas marinas, las instalaciones submarinas y los equipos de procesamiento de alta presión requieren la resistencia superior a la presión que proporcionan los prensaestopas compuestos.
Sistemas críticos de seguridad: Los sistemas de parada de emergencia, la detección de incendios y gases y otras aplicaciones críticas para la seguridad suelen especificar prensaestopas compuestos por su probada fiabilidad a largo plazo y sus mínimos requisitos de mantenimiento.
Ejemplo de aplicación real
Ahmed Hassan, director de mantenimiento de una importante refinería de Kuwait, se enfrentó a una difícil decisión a la hora de actualizar su sistema de gestión de cables para zonas peligrosas. Sus instalaciones procesan hidrocarburos a alta presión con frecuentes modificaciones de los equipos que requieren cambios de cables. En un principio, Ahmed pensó en los prensaestopas compuestos por su reputación, pero eligió nuestra solución de prensaestopas de barrera tras calcular los costes de mantenimiento. A lo largo de 18 meses, su equipo realizó 47 modificaciones de cables sin que se produjeran incidentes de entrada de gas, lo que supuso un ahorro estimado de $280.000 en costes de inactividad en comparación con las instalaciones de prensaestopas compuestos que habrían requerido la sustitución completa de cada modificación.
¿Cómo se comparan los requisitos de instalación y mantenimiento?
La complejidad de la instalación y los requisitos de mantenimiento continuo representan factores críticos en los cálculos del coste total de propiedad para la selección de prensaestopas para zonas peligrosas.
Los prensaestopas de barrera requieren una aplicación precisa del par de apriete y una selección adecuada del elastómero durante la instalación, pero ofrecen un mantenimiento sencillo gracias a los elementos de estanquidad sustituibles, mientras que los prensaestopas compuestos exigen una mezcla cuidadosa, unas condiciones de curado adecuadas y una sustitución completa para cualquier mantenimiento, lo que hace que la instalación sea más compleja pero reduce las necesidades de mantenimiento continuo.
Proceso de instalación del prensaestopas de barrera
Requisitos de preparación: La preparación del cable implica procedimientos estándar de pelado y terminación de armaduras. No se requieren consideraciones especiales de mezcla o curado, lo que permite la instalación en diversas condiciones climáticas y temperaturas.
Procedimiento de montaje:
- Seleccione los insertos de elastómero adecuados para el diámetro del cable y el número de hilos
- Instale el cable a través del cuerpo del prensaestopas con la terminación de armadura adecuada
- Colocar barreras de elastómero alrededor de cada núcleo
- Aplique el par de apriete especificado (normalmente 40-60 Nm para prensaestopas M25)
- Verificar la integridad de la junta mediante pruebas de presión
Control de calidad: La verificación de la instalación implica la comprobación del par de apriete y la prueba de presión para confirmar la integridad de la junta. El proceso suele durar entre 15 y 20 minutos por prensaestopas con herramientas estándar.
Requisitos de instalación del prensaestopas compuesto
Consideraciones medioambientales: La instalación requiere condiciones controladas de temperatura y humedad para el correcto curado del compuesto. La lluvia, las temperaturas extremas o la humedad elevada pueden comprometer la calidad del sellado.
Pasos de la instalación:
- Prepare el cable e instálelo a través del cuerpo del prensaestopas
- Mezclar el compuesto de sellado según las especificaciones del fabricante
- Inyectar compuesto a presión para rellenar todos los huecos
- Dejar curar de 24 a 48 horas antes de energizar
- Realizar la prueba de presión después del curado completo
Equipos especializados: La inyección de compuestos requiere equipos de bombeo y sistemas de mezcla especializados, lo que aumenta la complejidad de la instalación y los requisitos de equipamiento.
Comparación de mantenimiento
| Aspecto | Glándulas barrera | Glándulas compuestas |
|---|---|---|
| Sustitución de cables | Extracción individual de cables sin afectar a los demás | Se requiere la sustitución completa de la glándula |
| Tiempo de mantenimiento | 30-45 minutos por cable | 4-6 horas sustitución completa |
| Herramientas especiales | Herramientas manuales estándar | Equipos de mezcla e inyección de compuestos |
| Impacto del tiempo de inactividad | Mínimo - otros circuitos permanecen activos | Ampliado - todos los circuitos afectados |
| Costes de material | Sólo elastómeros de recambio | Sustitución completa de compuestos y glándulas |
¿Cuáles son los costes de cada tipo?
El análisis del coste total de propiedad debe tener en cuenta el precio de compra inicial, los costes de instalación, los gastos de mantenimiento y el impacto operativo a lo largo de la vida útil prevista.
Los prensaestopas de barrera suelen tener costes iniciales más elevados pero costes totales de propiedad más bajos en aplicaciones de mantenimiento intensivo, mientras que los prensaestopas compuestos ofrecen costes iniciales más bajos pero gastos más elevados a largo plazo cuando es necesario modificar los cables, lo que hace que los prensaestopas de barrera sean más económicos para instalaciones dinámicas y los prensaestopas compuestos mejores para aplicaciones permanentes y estáticas.
Análisis de costes iniciales
Comparación de precios de compra: Los prensaestopas compuestos suelen costar 20-30% menos que los prensaestopas de barrera equivalentes debido a que los requisitos de fabricación son más sencillos. Sin embargo, este ahorro inicial debe evaluarse en relación con los costes totales de propiedad.
Factores de coste de instalación:
- Prensaestopas de barrera: Instalación estándar con herramientas comunes
- Prensaestopas compuestos: Equipo especializado y mayor tiempo de instalación
- Dependencia de la intemperie: Las instalaciones compuestas pueden requerir protección contra la intemperie
Impacto en los costes operativos
Frecuencia de mantenimiento: En aplicaciones que requieren cambios frecuentes de cables, los prensaestopas de barrera pueden reducir los costes de mantenimiento en un 60-75% en comparación con las alternativas compuestas. La posibilidad de sustituir cables individuales sin necesidad de parar el sistema supone un importante ahorro operativo.
Costes de inactividad: Las instalaciones de fabricación suelen perder entre $50.000 y $200.000 por hora durante las paradas imprevistas. A menudo, el mantenimiento de los prensaestopas de barrera puede realizarse durante los periodos de mantenimiento programado, mientras que la sustitución de los prensaestopas compuestos puede requerir paradas de emergencia.
Gestión de inventarios: Los prensaestopas de barrera requieren elastómeros de repuesto en stock, mientras que los prensaestopas compuestos necesitan unidades de repuesto completas. La inversión en inventario de los sistemas de barrera suele ser 40-50% inferior a la de las alternativas compuestas.
Propuesta de valor a largo plazo
Expectativas de vida útil: Ambos sistemas pueden proporcionar una vida útil de más de 20 años si se instalan y mantienen correctamente. Sin embargo, los prensaestopas de barrera ofrecen mayor flexibilidad para cambiar los requisitos operativos a lo largo de su vida útil.
Evolución de la tecnología: A medida que las instalaciones industriales actualizan los sistemas de control y añaden capacidades de supervisión, los prensaestopas de barrera se adaptan a estos cambios de forma más rentable que las alternativas compuestas.
Conclusión
La elección entre prensaestopas de barrera y prensaestopas compuestos depende en última instancia de los requisitos específicos de su aplicación, su filosofía de mantenimiento y su estrategia operativa a largo plazo. Los prensaestopas de barrera destacan en entornos dinámicos en los que las modificaciones de cables son frecuentes, ya que ofrecen una mayor accesibilidad para el mantenimiento y una reducción de los costes totales de propiedad gracias a su diseño modular y a sus elementos de estanquidad sustituibles. Los prensaestopas compuestos siguen siendo la opción preferida para instalaciones permanentes en las que la fiabilidad de estanquidad a largo plazo es primordial y los cambios de cable son poco frecuentes. En Bepto, llevamos más de una década ayudando a los clientes a tomar estas decisiones, proporcionando soluciones de prensaestopas de barrera y compuestos con certificaciones ATEX, IECEx y UL completas para cumplir las normas de seguridad internacionales. Nuestro equipo técnico puede ayudarle a analizar sus requisitos específicos y recomendarle la solución óptima para sus aplicaciones en zonas peligrosas 😉 .
Preguntas frecuentes sobre las glándulas de barrera y las glándulas compuestas
P: ¿Puedo sustituir los prensaestopas compuestos por prensaestopas de barrera en instalaciones existentes?
A: Sí, los prensaestopas de barrera pueden sustituir normalmente a los prensaestopas compuestos utilizando el mismo tamaño de rosca y configuración de montaje. Sin embargo, deberá comprobar que la presión nominal y la clasificación de temperatura del prensaestopas de barrera cumplen los requisitos de su aplicación y las certificaciones de zonas peligrosas.
P: ¿Qué tipo es mejor para las aplicaciones de petróleo y gas en alta mar?
A: Los prensaestopas compuestos suelen ser los preferidos para aplicaciones en alta mar debido a su mayor rendimiento de estanquidad a largo plazo y a su resistencia a los duros entornos marinos. El sellado permanente elimina las preocupaciones sobre la degradación del elastómero por la niebla salina y los ciclos de temperatura habituales en las instalaciones marinas.
P: ¿Cómo sé si mi aplicación necesita glándulas de barrera o compuestas?
A: Considere los prensaestopas de barrera si modifica cables con frecuencia, necesita mantenimiento de circuitos individuales o tiene instalaciones temporales. Elija prensaestopas compuestos para instalaciones permanentes, aplicaciones de alta presión o cuando se requiera la máxima fiabilidad de sellado a largo plazo con un acceso mínimo para el mantenimiento.
P: ¿Cuál es la vida útil típica de cada tipo de glándula?
A: Tanto los prensaestopas de barrera como los compuestos pueden proporcionar más de 20 años de servicio si se instalan correctamente. Los prensaestopas de barrera pueden requerir la sustitución del elastómero cada 10-15 años, mientras que los prensaestopas compuestos suelen necesitar una sustitución completa solo si la estanqueidad se ve comprometida o los cables requieren modificaciones.
P: ¿Existen limitaciones de tamaño para cada tipo de prensaestopas?
A: Los prensaestopas de barrera están disponibles en tamaños de M12 a M75, mientras que los prensaestopas compuestos pueden adaptarse a tamaños mayores, hasta M100, o a configuraciones personalizadas. La elección suele depender del tamaño del haz de cables y del número de conductores individuales que deban sellarse.
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Explore la definición y las propiedades de los elastómeros, un componente clave en las juntas modernas. ↩
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Conozca la clasificación oficial de las áreas peligrosas de la Zona 1 y lo que significa para la seguridad de los equipos. ↩
-
Comprender la directiva ATEX, la norma europea para equipos utilizados en atmósferas explosivas. ↩
-
Lea una definición técnica del concepto de protección antideflagrante ‘Ex d’ utilizado en equipos para zonas peligrosas. ↩
-
Conozca el sistema IECEx, la norma internacional de certificación de equipos en atmósferas explosivas. ↩
