NCh0411-7-1996.pdf

NORMA CHILENA OFICIAL NCh411/7.Of96 Calidad del agua - Muestreo - Parte 7: Guía para el muestreo de agua y vapor en calderas Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh411/7 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: ASIQUIM Fernando Tapia C. Centro de Estudios, Medición y Certificación de Calidad, CESMEC Ltda. Jaime Donoso P. Compañía Cervecerías Unidas S.A. Miguel Mallea A. GOODYEAR de Chile S.A.I.C Claudio Villarroel IANSA S.A. Paulino González L. Instituto Nacional de Normalización, INN Ramona Villalón D. INTERCONTROL Ltda. Fernando Tapia C. Pinturas Andina S.A. Luis E. Lucero D. Refinería de Petróleo Concón S.A. Luis Nicolini N. Universidad de Concepción, Facultad de Ingeniería Claudio Saavedra O. Universidad Técnica Metropolitana, Laboratorio Química de Aguas y Riles Pedro Mladinic P. Esta norma se estudió para establecer los principios generales para el muestreo de aguas y vapor en calderas. I NCh411/7 Esta norma es homologación de la norma internacional ISO 5667/7:1993 Water quality – Sampling – Part 7: Guidance on sampling of water and steam in boile plants, siendo equivalente con desviaciones menores en aspectos de forma. Los anexos A, B y C no forman parte del cuerpo de la norma, se insertan sólo a título informativo. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto de Normalizaciones en sesión efectuada el 29 de Agosto de 1996. Esta norma ha sido declarada Norma Chilena Oficial de la República por Decreto Nº 1.029, de fecha 28 de Octubre de 1998, del Ministerio de Salud, publicado en el Diario Oficial Nº 36.214 del 14 de Noviembre de 1998. II agua de enfriamiento. NCh411/2 y NCh411/3. agua de reposición. condensados.Parte 7: Guía para el muestreo de agua y vapor en calderas 0 Introducción Esta parte de NCh411 pertenece a un grupo de normas que tratan los aspectos generales del muestreo (partes 1 a 3) y el muestreo de tipos específicos de aguas (parte 4 y siguientes). Los procedimientos para muestreo de vapor incluyen el vapor saturado y el vapor sobrecalentado. agua cruda. agua de caldera. . que son representativas de la masa principal de agua o vapor del cual se toman. Las figuras 2 a 6 se entregan sólo como ejemplos de aparatos de muestreo. Los procedimientos para muestrear agua se aplican a: . Esta parte de NCh411 no se aplica al muestreo de agua y vapor de las centrales de energía nuclear. agua para alimentación de calderas. . .Muestreo . . Se recomienda leerla en conjunto con NCh411/1. 1 . 1 Alcance y campo de aplicación Esta parte de NCh411 recomienda los procedimientos y el equipo para el muestreo de agua y vapor en calderas e incluye ejemplos de aparatos de muestreo para extraer muestras. La terminología usada concuerda con la NCh410. para análisis físicos y químicos.Of96 Calidad del agua . . NORMA CHILENA OFICIAL NCh411/7. Parte 1: Guía para el diseño de programas de muestreo. con una velocidad igual a la de la corriente en la proximidad inmediata de la sonda. [NCh410] 3. intermitente o continuamente.4 sonda de muestreo: parte de un equipo de muestreo que se introduce en una masa de agua o vapor y por la cual pasa inicialmente la muestra de agua o vapor. NCh411/1 Calidad del agua .1 muestreo isocinético: técnica en la que la muestra de una corriente de agua o vapor pasa por el orificio de una sonda de muestreo.Vocabulario.Parte 3: Guía sobre la preservación y manejo de las muestras. el cual no es mezclado con ninguna otra agua. 2 . NCh411/3 Calidad del agua .Muestreo . [NCh410] 3.Guía general para el recuento de microorganismos en medios de cultivo. intermitente o continuamente. con el propósito de examinar una o más características.Parte 2: Guía sobre técnicas de muestreo. 3 Definiciones Para los propósitos de esta parte de NCh411 se aplican las siguientes definiciones: 3.10 agua de caldera: agua presente en una caldera en estado de funcionamiento. [NCh410] 3. sacamuestras: aparato utilizado.NCh411/7 2 Referencias NCh410 Calidad del agua . desde donde se extrae la muestra.Muestreo . 3.5 conducto de muestreo: conducto que lleva la muestra desde la sonda al punto de entrega de la misma o al equipo de análisis.2 muestreador.Muestreo . agua bruta: agua que no ha recibido ningún tipo de tratamiento o agua que entra a la planta con el objeto de ser tratada. 3. NCh411/2 Calidad del agua .3 punto de muestreo: posición precisa dentro del sistema desde la que se toman las muestras. con o sin intervención humana. [NCh410] 3. para examen. [NCh410] 3. situado a menudo lejos de la sonda de muestreo. 3.6 punto de entrega de la muestra: extremo de un conducto de muestreo.7 agua cruda.8 agua de reposición: agua que se debe añadir al sistema para compensar las pérdidas. [NCh410] 3. ISO 8199 Calidad del agua .9 condensado: vapor condensado de las plantas generadoras o de los procesos. para obtener una muestra de agua o vapor. .1 Introducción Uno de los prerequisitos para cualquier sistema de muestreo es que se debería extraer una muestra representativa del fluido en una parte determinada del circuito para ser analizada posteriormente. 3.2 Sistema de muestreo . 4. Cuando hay más de una fase. Las diversas partes del sistema de muestreo se describen con más detalle en la cláusula 5. un conducto de muestreo. habrá mayor riesgo de que se presenten problemas. Para la mayoría de las aplicaciones. y que pasa a través de la bomba de alimentación o inyector. En algunos casos. un punto de entrega de la muestra. . cobre para el muestreo de calderas de baja presión.Información general El sistema de muestreo para la recolección de muestras de agua y de vapor se compone de las siguientes partes (ver figura 1): . se pueden usar otros materiales. todas las partes del equipo de muestreo en contacto con la muestra deberían ser de acero inoxidable. el análisis que se realizará y el grado de exactitud requerida.9) y del agua de reposición (3. 3 . por ejemplo.11 agua para alimentación de calderas: agua que se compone del condensado (3. la temperatura y presión en el punto de muestreo. .Aspectos generales 4. El diseño del sistema de muestreo y la selección de los materiales están influenciados por: .8). incluyendo válvulas y accesorios. 18Cr8Ni. NCh411/7 3. 4 Muestreo . la composición química del agua o del vapor que serán examinados. la sonda de muestreo. Es esencial que éstos sean apropiados para el uso para el cual se requieren y no deberían interactuar con los constituyentes de la muestra. un enfriador (se puede omitir cuando la temperatura de la muestra permanece bajo 50ºC). 3.12 vapor saturado: vapor cuya temperatura es igual a la temperatura de saturación que corresponde a su presión. . la composición química del agua de enfriamiento.13 vapor sobrecalentado: vapor que tiene una temperatura superior a la temperatura de saturación que corresponde a su presión. . . NCh411/7 4. Se recomienda evitar las zonas estancadas. se recomienda situar los puntos de muestreo en el lugar donde se haya logrado la mezcla completa. las muestras se deberían extraer de sistemas en flujo. a menos que se requieran específicamente muestras de esas zonas (por ejemplo calderas almacenadas en húmedo).Directrices generales Los puntos de muestreo se deberían situar en aquellas partes del circuito donde se necesite determinar la composición o los cambios en la composición del agua o del vapor. En la medida de lo posible. En la mayoría de los casos. esto se consigue extrayendo muestras corriente abajo de un generador de turbulencia. 4 . El punto de muestreo en el cuerpo de una caldera debería estar situado como mínimo a 150 mm por debajo del nivel normal de trabajo de la caldera. Se recomienda extraer la muestra durante el funcionamiento normal de la caldera y no cuando se esté encendiendo. o se agreguen sustancias químicas. La figura A.3 Puntos de muestreo . Cuando se mezclen aguas de diferentes orígenes y composiciones. por ejemplo una válvula. bomba o codo.1 muestra las zonas características de muestreo en el circuito vapor/agua. En la cláusula 6 se dan lineamientos adicionales para la selección de los puntos de muestreo. y la muestra se tome isocinéticamente. y luego tubería horizontal). c) transportar la muestra en el conducto de muestreo hasta el punto de entrega. NCh411/7 Para obtener una muestra representativa de las materias particuladas presentes en el agua que circula por una tubería. Por ejemplo. El material usado para las sondas de muestreo también debería seleccionarse de manera que la muestra no sea contaminada. válvulas y codos. un sistema que contenga componentes de bronce no sería apropiado si se requiere determinar el cobre total. Para satisfacer estos criterios en sistemas con flujos turbulentos. se recomienda usar una toma de extracción como la ilustrada esquemáticamente en la figura 2. 5 . con un mínimo de cambios en la concentración o en la naturaleza de la materia particulada. Si esto no es posible. 5. b) extraer una muestra representativa del volumen del fluido. es necesario: a) muestrear en una zona donde la materia particulada esté distribuida uniformemente en la tubería. se recomienda que los puntos de muestreo se instalen en la tubería vertical (de preferencia con flujo descendente y como segunda opción con flujo ascendente.1 Materiales Los materiales seleccionados para la sonda de muestreo. deberían ser compatibles con el material de la tubería y el fluido que se está muestreando. incluyendo los accesorios y el material de soldadura usado para instalar la sonda. 5 Equipo de muestreo 5.2 Sondas para muestreo de agua Para recolectar muestras de agua homogénea. los puntos de muestreo se deberían situar cerca de la tubería horizontal a por lo menos 10 diámetros interiores del tubo corriente abajo y 5 diámetros interiores del tubo corriente arriba de cualquier perturbación del flujo tal como bombas. El diseño de las uniones soldadas y los procedimientos de soldadura e inspección deberían satisfacer todos los códigos aplicables para asegurar una unión adecuada y confiable. por ejemplo. para estimar los productos de corrosión presentes en un sistema.NCh411/7 Cuando se necesite extraer muestras de agua que contiene materias particuladas. 6 . La figura 3 presenta un diagrama de sonda direccional para muestreo isocinético de agua. En este caso. La mejor manera de determinar si se necesita una sonda recta o una direccional es experimentando ambos diseños. El muestreo representativo de la materia particulada es importante. para algunas aplicaciones. En cualquier caso se recomienda colocar la sonda en dirección perpendicular al flujo con su ranura de muestreo enfrentando el flujo. Se recomienda usar la sonda direccional cuando se proceda al muestreo de agua que contenga materia particulada de un amplio rango granulométrico. En otros casos. Se debería considerar una sonda recta para el muestreo de agua que contenga materia particulada muy fina. Esto es aplicable especialmente cuando se usan conductos de muestreo largos para transportar las muestras hasta los equipos de medición en línea. NOTA 1) Cuando se extraen muestras de especies solubles. será necesario usar una sonda direccional. bastará usar una sonda recta (toma de extracción). La figura 4 presenta un sistema efectivo de muestreo con las disposiciones de la sonda para muestreo de materias solubles y particuladas. conviene a veces el uso de una sonda direccional cuya ranura de entrada no apunte al sentido del flujo. se reduce al mínimo el ingreso de materia particulada y por lo tanto hay menos formación de depósito reduciéndose el riesgo de bloqueo dentro del conducto de muestreo. idealmente la muestra tiene que ser tomada isocinéticamente. La experiencia ha demostrado que. 7 . Para el muestreo de vapor son apropiadas tanto las sondas de un solo orificio como las de varios. La punta de la sonda debería estar frente a la dirección del flujo de vapor. el vapor saturado y el vapor sobrecalentado deberían muestrearse en forma isocinética. NCh411/7 5. Para el muestreo de vapor saturado en una tubería. a nivel de una toma para extracción situada cerca del cuerpo o del cabezal de una caldera. empleando sondas direccionales (ver cláusula 8). se recomienda usar una boquilla de un solo orificio (ver ejemplos ilustrados en figura 5).3 Sondas para muestreo de vapor Debido a la naturaleza multifásica del vapor. se introduce a través de la pared de la tubería y se prolonga a través del centro de la misma. puede ser preferible usar un muestreador de un solo orificio.NCh411/7 Para el muestreo de vapor saturado y sobrecalentado en tuberías de gran sección. Para muestrear vapor sobrecalentado. desde tubos de poco diámetro o desde tubos de gran diámetro. 8 . se recomienda usar una sonda de varios orificios (ver figura 6). como el ilustrado en la figura 5. Los orificios deberían enfrentar el flujo en la tubería y además espaciarse en forma tal que cada uno tome muestras en la tubería desde áreas de igual sección (ver figura 7). Esta sonda. como alternativa a la sonda de varios orificios. si se considera que el vapor se ha mezclado en forma homogénea. diseñada y proporcionada especialmente para una condición específica. Si el volumen de muestra obtenido de una sola sonda es insuficiente. entonces se pueden usar varias sondas y combinar las muestras para formar una sola. Bajo esta condición. la velocidad del vapor que entra al orificio de muestreo será la del vapor que fluye en la tubería y representará el flujo isocinético (ver tabla 1). La separación entre orificios puede ser determinada conforme a la figura 6. Para promover esta condición. el área total de los orificios debería ser menor que dos tercios del área de la sección transversal interior de la sonda. La razón entre el área total de los orificios y la tubería debería ser igual a la razón entre la velocidad de flujo de la muestra y la velocidad de flujo del vapor. 9 . NCh411/7 NOTA .Cada orificio de una sonda de muestreo tipo multiorificio debería extraer una porción de la corriente principal equivalente al área de la porción de la tubería en la cual está situado. esto requiere que la separación sea tal que los orificios extraigan porciones iguales de muestras desde áreas iguales de la sección de la tubería. Idealmente. las caídas de la presión a través de cada orificio de muestreo deberían ser iguales. El diámetro del orificio de la sonda debería ser suficientemente grande para asegurar que el vapor atrape la humedad al mismo tiempo. Para orificios de igual dimensión. 10 . Se recomienda evitar los componentes que presenten zonas muertas y vías de flujo complejas.Flujo de masa mínimo recomendado en la sonda de muestreo para diversas presiones de vapor Presión de vapor Flujo de masa kPa 2 kg/s. 5. se recomienda que el conducto de muestreo sea lo más corto posible para reducir al mínimo el tiempo de retardo de la muestra y el depósito de esta materia.5 Válvulas Las válvulas se deberían instalar en el conducto de muestreo para aislamiento de la muestra.NCh411/7 Tabla 1 . reducción de la presión de la muestra y control del flujo.4 Conductos de muestreo Cuando se requiera una muestra representativa de la materia particulada. c) elegir válvulas aisladoras y de control de la muestra diseñadas para reducir al mínimo el depósito de materia particulada en la válvula misma. Adicionalmente. para minimizar el depósito de materia particulada es necesario: a) evitar secciones horizontales largas de la tubería. b) usar tuberías de un diámetro suficientemente pequeño para asegurar que la muestra es transportada en condiciones de flujo turbulento con Número Reynolds > 4000.m 500 13 1 000 20 2 000 26 3 000 31 4 000 35 5 000 38 6 000 40 7 500 43 10 000 46 12 500 48 15 000 49 17 500 49 20 000 49 5. por ejemplo una válvula de aguja en la salida del conducto de muestreo.6). Cuando un instrumento sea alimentado directamente desde el punto de entrega de la muestra. Si no hay un suministro adecuado de agua de enfriamiento a una temperatura baja aceptable. debería tener suficiente resistencia para soportar la presión máxima del sistema que se está muestreando. la válvula aisladora se debería abrir completamente. se debería considerar el uso de sistemas con mayor poder refrigerante. Esta válvula se activará si la temperatura de la muestra aumenta hasta un valor predeterminado. entre el enfriador y el instrumento. En el anexo B figuran detalles de los enfriadores más característicos. se puede intercalar una válvula reductora de presión entre la válvula de aislamiento de la muestra y la válvula de control del flujo. Por lo tanto. El serpentín del enfriador debería tener un diseño y construcción tales que pueda funcionar con la máxima presión y la temperatura de trabajo del recipiente o de la tubería desde los cuales se esté extrayendo la muestra.7 Muestreadores capilares Como alternativa al tipo de sistema de muestreo descrito en la figura 1. La figura 1 ilustra una disposición característica de muestreo. Se recomienda seleccionar las dimensiones del enfriador. el régimen de descarga del agua de enfriamiento y la temperatura. El agua de enfriamiento debería tener una calidad tal que no origine depósito ni corrosión dentro del enfriador y esto depende de los materiales de construcción (ver anexo B). El flujo de la muestra debería ser ajustado por medio de la válvula de aguja. NCh411/7 Para aislar la muestra se requieren dos válvulas en serie. Si se requiere un enfriador (5. se deberían enfriar las muestras extraídas de sistemas que funcionan a temperaturas mayores de 50ºC. Cuando se extraiga una muestra. se debería considerar la instalación de una válvula de corte automático de la muestra. como resultado de pérdidas en el flujo del agua de enfriamiento. Este dispositivo comprende un solo trozo de capilar de acero inoxidable y emplea la 11 . 5. Los enfriadores deberían ser construidos de acero inoxidable u otro material apropiado y la carcaza de los enfriadores sellados debería estar equipada con una válvula de alivio de la presión (ver figura 1). se puede usar un dispositivo capilar para el muestreo de materias solubles y de materias particuladas.6 Enfriamiento de la muestra En general. La configuración y la capacidad de las válvulas deberían ser compatibles con la presión del sistema y cumplir los requisitos nacionales de seguridad. la válvula reductora de presión debería instalarse corriente abajo del enfriador. La temperatura a la cual se enfría la muestra depende del análisis subsecuente. Una temperatura final para la muestra en el intervalo de 25ºC a 30ºC es característica. Estas deberían situarse lo más cerca posible de la sonda de muestreo. Para aplicaciones de alta presión. Para regular el flujo se debería considerar una válvula reguladora. 5. para la aplicación específica. todo el conducto de muestreo incluyendo un posible enfriador. 8 Recipientes para las muestras Para instrucciones detalladas relativas a la selección de recipientes para muestras y los procedimientos de limpieza. se puede colocar una sección del capilar en un enfriador apropiado. 5. en comparación con los sistemas de muestreo convencionales. 5.5 mm de diámetro interno. Estos dispositivos tienen una ventaja particular. Cuando se requiera enfriamiento además de reducción de la presión.5 mm a 1. para controlar el régimen de descarga de la muestra y reducir la presión de la muestra sin usar válvulas. se deberían usar capilares de 0.1 Salvo especificación contraria. 12 .NCh411/7 resistencia debida al frote en la superficie interna del capilar. para el muestreo representativo de materia particulada.2 Los recipientes y sus tapas se deberían limpiar antes de usarlos.8. se debería sustituir el HCI por HNO3. para esta aplicación. 5. Idealmente. se deberían enjuagar los recipientes y sus tapas con el agua que será examinada. La figura 8 ilustra un ejemplo de muestreador capilar. cerrados herméticamente para minimizar la contaminación por la atmósfera. también se debería verificar si su limpieza es adecuada realizando determinaciones en blanco. mediante un tratamiento con una solución tibia y diluida de ácido clorhídrico [c(HCL) = 1 mol/L] y enjuagando después cuidadosamente con agua deionizada. Antes de tomar las muestras. la manipulación y lixiviación desde los recipientes. Antes de su uso.8. porque los sitios para el depósito de materias particuladas y su posterior arrastre se reducen al mínimo. NOTA 2) Si se requiere medir trazar de cloruro. ver NCh411/2 y NCh411/3. las muestras se deberían tomar en recipientes o frascos limpios. la entrada del desaereador. En algunos casos puede ser necesario consultar a los especialistas apropiados respecto de la ubicación y diseño de los muestreadores. se pueden obtener muestras mediante 13 .2 Aguas de reposición Después del tratamiento por deionización.7. 6.3 Para la determinación de especies iónicas. Para calderas del tipo de circulación natural. se debería aislar térmicamente la tubería para evitar quemaduras a los operadores.1 Introducción El diseño del circuito vapor/agua determinará de qué modo se pueden aplicar mejor las directrices generales delineadas en la cláusula 4.4 Aguas de caldera La composición del agua de caldera puede presentar variaciones significativas dentro de la caldera. pueden ser requeridas. la salida del desaereador y la entrada de la caldera. Cuando sea apropiado. Para el muestreo de materias solubles se recomienda el uso de una sonda del diseño ilustrado en la figura 2.2 a 6. es posible que se requiera monitorear la conductividad eléctrica y el contenido de sílice soluble del agua de reposición. Se debe prestar debida atención a la ubicación del equipo de muestreo para que los operadores puedan alcanzar sin peligro los dispositivos de muestreo y las válvulas aisladoras. se incluyen la descarga de la bomba de extracción. Alternativamente. se deberían extraer muestras representativas desde los tubos de descenso.1 ilustra los puntos principales de muestreo en el circuito vapor/agua y los mismos están descritos en 6. Se recomiendan los recipientes de vidrio de borosilicato para el muestreo y almacenamiento de muestras de agua en las que se determinarán el oxígeno disuelto y los constituyentes orgánicos. En calderas de circulación forzada.8. La figura A. Para el muestreo de materias particuladas se recomienda el uso de una sonda del diseño ilustrado en la figura 2 o en la figura 3 (ver 5. 6.3 Aguas de alimentación Muestras de algunos puntos en el sistema de condensado y de agua de alimentación. NCh411/7 5. Para exámenes bacteriológicos. 6 Zonas de muestreo 6. las muestras se deberían extraer del lado de la descarga de la bomba de circulación cuando se encuentra en funcionamiento. se deberían usar recipientes de polietileno o de plásticos similares. se deberían usar frascos esterilizados y consultar ISO 8199. Para esta aplicación se recomienda el uso de una sonda del diseño ilustrado en la figura 2.2). 6. También se requerirán muestras de las materias solubles y posiblemente de las materias particuladas. La ubicación del punto de muestreo es por lo tanto de primordial importancia y requiere estar dispuesto de manera tal que la muestra no sea alterada por el agua de alimentación que entra o por el vapor no separado. entre éstas. agua de sondeo o condensado). 7 Recolección de muestras de agua 7. es conveniente establecer también para ellos los puntos de muestreo. se deberían establecer los puntos de muestreo refiriéndose a las directrices de NCh411/1 sobre esta materia. nivel de control químico requerido.2).NCh411/7 sondas de muestreo situadas en forma apropiada en el cuerpo de la caldera o en las tuberías de purga continua.5 Vapor El arrastre del agua de caldera debido a una separación insuficiente del vapor/agua es evaluado mediante el muestreo y análisis del vapor saturado.6 Retorno del condensado Los puntos de muestreo se deberían localizar en el circuito de retorno principal del condensado y en el circuito de retorno de cada unidad.2 y cláusula 8). Se debería considerar que el vapor saturado y el sobrecalentado contienen materias particuladas y se deberían extraer las muestras isocinéticamente mediante sondas direccionales (ver 5. Para el muestreo de materias particuladas se recomienda usar una sonda del diseño ilustrado en la figura 2 o en la figura 3 (ver 5.1 Los programas y frecuencias del muestreo dependen de diversos factores tales como: . para evaluar los depósitos en el sobrecalentador y el arrastre hacia la turbina se requiere el muestreo y análisis del vapor sobrecalentado. debido a la dificultad de asegurar que las muestras extraídas del cuerpo de la caldera son representativas. se recomienda usar una sonda del diseño ilustrado en la figura 2. Se recomienda para esta aplicación el uso de una sonda del diseño ilustrado en la figura 2. Sin embargo. adición de sustancias químicas. Además. 6. No es posible indicar recomendaciones específicas pero. . Cuando el condensado deriva de otras fuentes. Si el objetivo principal es el muestreo de materias solubles. como requisito mínimo. esta ubicación sólo debería usarse si los lugares preferidos no están disponibles. 6. variaciones en los parámetros operacionales. 6. No es posible efectuar muestreos desde calderas con tubos de agua de paso continuo. 14 .7 Agua de enfriamiento Los sistemas de agua de enfriamiento presentan grandes variaciones en el diseño (sistemas abiertos/cerrados equipados con torres de enfriamiento o enfriadores de superficie) y en el origen del agua (agua libre. . se considera satisfactorio un volumen de 0. Esto es de particular importancia cuando se va a determinar oxígeno disuelto. 7. la válvula se debería abrir y operar a pleno flujo para eliminar el posible material depositado y ajustar después de unos 10 min al régimen de descarga isocinético. A continuación. expresada en metros cuadrados. El régimen de descarga de la muestra se debería determinar de la manera siguiente: a f= ⋅F A en que: f = régimen de descarga de la muestra. es esencial verificar la limpieza de la superficie externa del tubo o manguera de muestreo.2 Los recipientes de la muestra se deberían llenar completamente. procediendo a investigaciones simples y apropiadas para determinar con qué rapidez la concentración de materias particuladas alcanza un valor estable. pH y alcalinidad. y también conductividad eléctrica. 7. en la medida de lo posible. F = régimen de descarga del agua de la planta. una de las condiciones previas es el muestreo isocinético preciso. En general. hidrazina. habría que ceñirse a ella. anhídrido carbónico.1 Para la extracción de muestras representativas de vapor saturado y de vapor sobrecalentado. expresada en metros cuadrados. El momento para este procedimiento de muestreo se puede optimizar para un punto de muestreo específico. hierro (II) y amonio. En estos casos. 8 Extracción de muestrtas de vapor 8. a = área del orificio de muestreo.3 Las muestras deberían tener un volumen adecuado para poder efectuar todos los análisis requeridos. Antes de proceder al muestreo. sulfito.5 L a 1 L. 7.4 Cuando se tomen muestras de materias particuladas. A = área de la tubería de agua. se debería conectar un tubo o manguera de material inerte al conducto de muestreo e introducirse hasta el fondo del recipiente. cloro libre disponible. expresado en kilogramos por segundo. es preferible tener puntos de muestreo que funcionen continuamente al régimen de descarga isocinético. 15 . NCh411/7 Una guía general para el diseño de programas de muestreo se establece en NCh411/1 y. expresado en kilogramos por segundo. Si desde el punto de vista operacional esto es inconveniente. se debería tomar una muestra después de que se constate que no hay cambio visible del aspecto y como mínimo 30 min después de su ajuste al flujo isocinético. expresado en kilogramos por segundo. A = área de la tubería de vapor. 16 . Si es aplicable. Esto es de particular importancia si el flujo que pasa a través de la sonda sube verticalmente. expresada en metros cuadrados. que proporciona un ejemplo de formulario para el muestreo de agua y vapor en calderas. Se recomienda referirse al anexo C. Si.NCh411/7 Se recomienda determinar el régimen de descarga de la muestra de la siguiente manera: a f= ⋅F A en que: f = régimen de descarga de la muestra. a = área total del orificio (o de los orificios) de muestreo. 10 Identificación de las muestras y registros Para identificar la muestra e interpretar los resultados de los análisis se deberían registrar en el terreno. Además. También se debería anotar la forma de preservación de la muestra. presión y nombre de la persona que tomó la muestra. fecha. se recomienda indicar la presencia de sustancias químicas para tratamiento del agua en los circuitos de muestreo. se usa un ácido para la preservación. expresado en kilogramos por segundo. se debería registrar el tipo. El flujo de masa mínimo que pasa a través de la sonda para diversas presiones de vapor se incluye en la tabla 1. hora. la cantidad y la concentración. se recomienda rotular y empacar correctamente las muestras para su transporte. datos detallados tales como tipo de agua. NOTA 3) Pasado el orificio o los orificios de entrada. la velocidad del flujo de la muestra debería mantenerse alta para reducir a un mínimo la pérdida de impurezas líquidas y sólidas transportadas por el vapor. utilizando un formulario de muestreo. temperatura. punto de muestreo. (ver NCh411/3). F = régimen de descarga del vapor. expresada en metros cuadrados. 9 Preservación de las muestras Para la preservación y tratamiento previo en terreno de las muestras para análisis de laboratorio referirse a NCh411/3. en caso necesario. por ejemplo. 1 se dan las condiciones de muestreo características correspondientes a tales ubicaciones.1 se ilustran las ubicaciones características de muestreo en un circuito de agua/vapor y en la tabla A.1 En la figura A. NCh411/7 Anexo A (Informativo) Puntos de muestreo en las calderas A. 17 . NCh411/7 Tabla A.Condiciones características de las muestras en diversos puntos de muestreo en circuitos de vapor y de agua Ubicación del punto de muestreo Temperatura Presión ºC MPa Planta de reposición < 30 0.1 .1 Descarga bomba de extracción 20 a 45 0.4 Planta de pulido del condensado 35 a 50 1a3 Entrada del desaereador 90 a 120 1 Salida del desaereador 140 a 180 1 Entrada del economizador de la caldera 180 a 260 17 a 20 Agua de caldera 345 a 355 16 a 19 Vapor saturado 345 a 355 16 a 19 Vapor sobrecalentado 550 a 570 16 a 19 18 . Las dimensiones del enfriador y del serpentín serán determinadas por el uso previsto. En la figura B. en línea. el primero debería localizarse corriente abajo.1 indica los parámetros de diseño característicos para las condiciones iniciales y finales de enfriamiento. el objetivo debería ser reducir la temperatura final de la muestra a 25ºC ± 2ºC. El enfriador debería contener un serpentín de acero inoxidable 316. es necesario enfriarlas con el objeto de minimizar la interacción entre los constituyentes de la muestra y proveer un ambiente de muestreo seguro. se puede colocar un orificio de control del flujo en el conducto de muestreo corriente arriba del enfriador. NCh411/7 Anexo B (Informativo) Enfriadores B. es posible que se requieran dos enfriadores en serie. El agua de enfriamiento debería ser suministrada por una fuente apropiada de agua desmineralizada. Con este criterio. una alta proporción de fuentes de muestreo necesitará enfriamiento antes del muestreo y subsecuente análisis. Para la mayoría de las aplicaciones. y lo más cerca posible. No se debería usar para este propósito agua de la red de distribución de las ciudades. La tabla B. por ejemplo en el caso del monitoreo de la conductividad eléctrica. que se pueda acondicionar químicamente para brindar protección contra la corrosión. como precaución en caso de fallar el serpentín y producirse posteriormente la sobrepresurización del cuerpo. o bien cuando es necesario un control exacto de la temperatura final de la muestra. 19 .1 Para muestras cuyas temperaturas sean superiores a 50ºC. El enfriador final se colocará normalmente cerca del punto de muestreo manual o en la instrumentación en línea. El cuerpo del enfriador debería llevar una válvula de seguridad para aliviar la presión. Para limitar el tamaño de la válvula de alivio de la presión.1 se presenta un diseño apropiado para el enfriador. Para ciertas aplicaciones en las cuales las muestras tienen que ser enfriadas desde una temperatura elevada. Inconel 600 o Monel 400. Designados éstos como el enfriador inicial y el enfriador final. alojado en un cuerpo de acero inoxidable diseñado para que el flujo del agua de enfriamiento sea opuesto al flujo de la muestra en el serpentín. Los enfriadores para calderas de cuerpo simple y tubos hervidores son en general menos complejos y es posible que no requieran un gran volumen de agua desmineralizada para el enfriamiento. sin un acuerdo previo entre el usuario y el fabricante del enfriador. de las válvulas aisladoras de la muestra. 34 Temperatura (ºC) 355 100 Presión MPa 19 19 Condiciones de la muestra en la entrada Vapor Flujo (kg/s) 0.34 0.1 .Parámetros de funcionamiento de un enfriador de muestras Enfriador Inicial Final Agua Flujo (kg/s) 0.17 Temperatura (ºC) 570 100 Presión MPa 19 19 Temperatura de salida de la muestra (ºC) < 50 25 ± 2 Temperatura del agua en la entrada (ºC) < 30 < 20 Temperatura del agua en la salida (ºC) < 70 20 .17 0.NCh411/7 Tabla B. NCh411/7 21 . .............. Método de preservación de la muestra: .................................. mes ................. Observaciones en el punto de muestreo: ...................................................................................................................................................del muestreo Nombre de la persona que extrajo la muestra: ............................................................. Tipo de agua/vapor muestreado ....................................................................... 22 ............... Recipientes para las muestras: ..................................................................... Presión: ................................. Temperatura: ...............................NCh411/7 Anexo C (Informativo) Informe ........................................... Método de muestreo: ....................................................................Muestreo de agua y vapor en calderas Objeto del muestreo……………………………………………………………………………….......................................................................................................... Identificación del punto de muestreo ………........................ Fecha: día ....................................................................................... Hora: inicio ................................ fin ............................................................................ ……………………....................... Rotulación de las muestras: ............................ año .................... Chile Teléfonos : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 Telefax : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 Internet : [email protected] Miembro de : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas) .NORMA CHILENA OFICIAL NCh 411/7. Chile Casilla : 995 Santiago 1 .Parte 7: Guía para el muestreo de agua y vapor en calderas Water quality .Part 7: Guidance on sampling of water and steam in boiler plants Primera edición : 1996 Reimpresión : 1999 Descriptores: calidad del agua. calderas CIN 13. vapor de agua.Sampling . 6º Piso.Muestreo .INN * Prohibida reproducción y venta * Dirección : Matías Cousiño Nº 64.40 COPYRIGHT © : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION . muestreo. Santiago.Of96 INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION ! INN-CHILE Calidad del agua . agua.