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Cilindro de gas

Cilindros industriales de gas comprimido utilizados para la soldadura y el corte de acero mediante oxicorte . Un cilindro de gas es un recipiente a presión para el almacenamient...

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Cilindros industriales de gas comprimido utilizados para la soldadura y el corte de acero mediante oxicorte .

Un cilindro de gas es un recipiente a presión para el almacenamiento y contención de gases a presión superior a la atmosférica . Los cilindros de almacenamiento de gas también pueden denominarse botellas . Dentro del cilindro, el contenido almacenado puede encontrarse en estado de gas comprimido, vapor sobre líquido, fluido supercrítico o disuelto en un material de sustrato, según las características físicas del contenido. El diseño típico de un cilindro de gas es alargado, se apoya verticalmente sobre un extremo inferior aplanado o cóncavo o un anillo de base, y la válvula del cilindro se enrosca en la rosca interna del cuello en la parte superior para conectarla al aparato de llenado o recepción. [ 1 ]

Nomenclatura

Los cilindros de gas se pueden agrupar según varias características, como el método de construcción, el material, el grupo de presión, la clase de contenido, la transportabilidad y la reutilización. [ 2 ] El tamaño de un contenedor de gas presurizado que se puede clasificar como cilindro de gas suele ser de 0,5 litros a 150 litros. Los contenedores más pequeños se denominan cartuchos de gas, y los más grandes, tubos de gas, tanques u otro tipo específico de recipiente a presión. Un cilindro de gas se utiliza para almacenar gas o gas licuado a presiones superiores a la presión atmosférica normal. [ 2 ] En Sudáfrica, un cilindro de almacenamiento de gas implica un contenedor transportable recargable con un volumen de capacidad de agua de hasta 150 litros. Los contenedores cilíndricos transportables recargables con una capacidad de agua de 150 a 3000 litros se denominan tubos. [ 1 ]

Un recipiente a presión es un término general para cilindros, haces, tubos y bidones a presión destinados al almacenamiento y transporte de gases comprimidos o licuados, con una capacidad de agua de 0,5 L a 3000 L, y que pueden ser recargables o no. Otros términos alternativos incluyen «contenedores de gas transportables» y «contenedores a presión transportables». [ 3 ]

En Estados Unidos, el término « gas embotellado » se refiere generalmente al gas licuado de petróleo . A veces se utiliza en suministros médicos, especialmente para cilindros portátiles de oxígeno a alta presión . Los gases industriales envasados ​​suelen denominarse «gas en cilindro», aunque también se usa el término «gas embotellado». El término «tanque de propano» también se utiliza para referirse a los cilindros de propano.

En el Reino Unido y otras partes de Europa, se suele hablar de «gas embotellado» para referirse a cualquier uso, ya sea industrial, médico o de gas licuado de petróleo. En cambio, lo que en Estados Unidos se denomina gas licuado de petróleo se conoce genéricamente en el Reino Unido como «GLP» y puede solicitarse con diferentes nombres comerciales o, específicamente, como butano o propano , según la potencia calorífica requerida.

En este contexto, el término cilindro a veces se confunde con tanque , siendo este último un recipiente abierto o ventilado que almacena líquidos por gravedad, aunque el término tanque de buceo se usa comúnmente para referirse a un cilindro de gas comprimido utilizado para el suministro de gas respiratorio a un aparato de respiración subacuática .

Componentes

  • Cilindro – Ya sea la carcasa o el conjunto completo de la carcasa y todos los accesorios directamente unidos a la misma, según el contexto.
  • Carcasa – El recipiente a presión en su conjunto, excluyendo los accesorios.
    • Hombro – El extremo de la carcasa con un cuello o saliente en el que se inserta la válvula. [ 4 ]
      • Cuello: una extensión cilíndrica coaxial del hombro con un orificio roscado en el que se instala la válvula del cilindro o una conexión de tubería de gas. [ 5 ]
      • Boss – Un inserto robusto, generalmente en el centro del hombro, en el que se instala una válvula o una conexión de tubería de gas. [ 5 ]
    • Base o pie: el extremo de la concha opuesto al hombro. [ 5 ]
    • Revestimiento: El núcleo sobre el que se colocan los devanados de filamento. El núcleo puede ser estructural (generalmente de metal) y compartir las cargas de presión, o simplemente para separar el revestimiento compuesto del contenido del cilindro (metal o plástico de ingeniería). [ 5 ]
  • Válvula de cilindro: una válvula de cierre acoplada directamente a la carcasa del cilindro en el cuello o saliente, que se abre para permitir el flujo de gas hacia dentro o hacia fuera del cilindro y se cierra para impedir dicho flujo. Generalmente tiene una abertura de entrada/salida roscada a la que se pueden conectar otros equipos, pero en algunos casos puede tener un regulador de presión integrado en el lado de salida y una abertura de entrada separada para el llenado. [ 4 ]
  • Anillo de pie – Un anillo fijado permanentemente a la base sobre la cual se apoya el cilindro. [ 1 ]
  • Protector de válvula: Un accesorio (tapa o collar) atornillado o sujeto al hombro, que protege la válvula de impactos durante el transporte y, en algunos casos, durante su uso. [ 1 ]
  • Marcas permanentes: información que identifica el cilindro y sus especificaciones, estampada en la parte exterior del hombro en cilindros metálicos. [ 6 ] En cilindros compuestos, las marcas permanentes pueden ser una etiqueta impresa encapsulada bajo la resina o cubierta por un recubrimiento transparente permanente en el hombro o la pared lateral del cilindro. [ 7 ]

Tipos

Dado que los materiales compuestos de fibra se han utilizado para reforzar recipientes a presión, se han definido varios tipos de cilindros que se distinguen por el método de construcción y los materiales utilizados: [ 8 ] [ 9 ]

  • Tipo 1: Solo metal . En su mayoría, metal forjado sin costuras, pero para presiones de trabajo más bajas, por ejemplo , butano licuado, también se utilizan recipientes de acero soldados. [ 9 ]
  • Tipo 2: Recipiente metálico, con un aro envuelto con un compuesto de fibra únicamente alrededor de la parte cilíndrica del "cilindro". (Geométricamente, se requiere el doble de resistencia a la tracción en la región cilíndrica en comparación con las tapas esféricas del cilindro). [ 9 ]
  • Tipo 3: Revestimiento metálico delgado (que mantiene el recipiente hermético a los gases, pero no contribuye a la resistencia) totalmente envuelto con material compuesto de fibra. [ 9 ]
  • Tipo 4: Revestimiento de plástico sin metal , totalmente envuelto con material compuesto de fibra. El cuello del cilindro que incluye la rosca para la válvula es un inserto metálico. [ 9 ]

Conjuntos de cilindros

Conjuntos que comprenden un grupo de cilindros montados juntos para su uso o transporte combinado:

  • Banco de cilindros: Un grupo de cilindros conectados a un sistema de distribución de gas para almacenamiento a granel, donde los cilindros individuales pueden usarse juntos o por separado, pero no necesariamente están soportados por una estructura que pueda usarse para transportarlos como un grupo.
  • Cascada – Un banco cuando se usa en cascada .
  • Conjunto de cilindros, también ocasionalmente denominado paquete de gas o batería de gas: un banco de cilindros de almacenamiento de gas a alta presión, generalmente montados verticalmente sobre un bastidor rectangular para su transporte y conectados entre sí. [ 10 ] Un palé es un grupo de cilindros de apariencia similar sobre un bastidor de elevación sin conexiones funcionales. El volumen máximo combinado de cilindros para un conjunto es de 3000 litros para gases no tóxicos y de 1000 litros para gases tóxicos. Los conjuntos de cilindros se especifican en la norma ISO 10961:2019 Cilindros de gas — Conjuntos de cilindros — Diseño, fabricación, ensayo e inspección. [ 11 ] [ 12 ]
  • Estantería: Estructura para mantener los cilindros en posición vertical u horizontal de forma segura durante su uso, transporte o almacenamiento.

Materiales

Los cilindros totalmente metálicos son los más robustos y generalmente la opción más económica, pero son relativamente pesados. El acero es generalmente el más resistente al trato brusco y el más económico, y a menudo es más ligero que el aluminio para la misma presión de trabajo, capacidad y factor de forma debido a su mayor resistencia específica. El intervalo de inspección de los cilindros industriales de acero ha aumentado de 5 o 6 años a 10 años. Los cilindros de buceo que se usan en el agua deben inspeccionarse con más frecuencia; los intervalos suelen oscilar entre 1 y 5 años. Los cilindros de acero pueden seguir usándose indefinidamente siempre que pasen la inspección y las pruebas periódicas. [ 13 ] [ 14 ] Cuando se descubrieron problemas estructurales inherentes, ciertas aleaciones de acero y aluminio se retiraron del servicio o se suspendió su producción, mientras que los cilindros existentes pueden requerir una inspección o prueba diferente, pero permanecen en servicio siempre que pasen estas pruebas.

Para presiones muy altas, los compuestos tienen una mayor ventaja de masa. Debido a la muy alta resistencia a la tracción del polímero reforzado con fibra de carbono , estos recipientes pueden ser muy ligeros, pero son más caros de fabricar. [ 15 ] Los cilindros compuestos enrollados con filamentos se utilizan en aparatos de respiración para bomberos, escalada de gran altitud y equipos de primeros auxilios con oxígeno debido a su bajo peso, pero rara vez se utilizan para buceo, debido a su alta flotabilidad positiva . Se utilizan ocasionalmente cuando la portabilidad para acceder al sitio de buceo es crítica, como en el buceo en cuevas donde la superficie del agua está lejos de la entrada de la cueva. [ 16 ] [ 17 ] Los cilindros compuestos certificados según ISO-11119-2 o ISO-11119-3 solo pueden utilizarse para aplicaciones subacuáticas si se fabrican de acuerdo con los requisitos para uso subacuático y están marcados como "UW". [ 18 ]

Los cilindros reforzados con fibra o fabricados con este material suelen requerir inspecciones más frecuentes que los cilindros metálicos ( por ejemplo , cada 5 años en lugar de 10) y más exhaustivas, ya que son más susceptibles a sufrir daños por impacto. Además, su vida útil puede ser limitada. Inicialmente, los cilindros de material compuesto de fibra se especificaban para una vida útil limitada de 15, 20 o 30 años, pero esta se ha ampliado al comprobarse su idoneidad para un uso más prolongado.

Diseño

El enfoque principal del diseño para cilindros de alta presión de metal sin costura (acero y aluminio) es el espesor de la pared cilíndrica. Este se calcula utilizando la fórmula de Lamé-von Mises para cilindros de pared gruesa. Cuando la aplicación pueda imponer cargas significativas de flexión, torsión o locales, también deben considerarse estas tensiones. Los extremos de los cilindros son generalmente aproximadamente hemisféricos y requieren consideración para aberturas para inspección interna, llenado y acceso al contenido. [ 19 ] Se puede agregar un margen de corrosión al espesor de diseño para tener en cuenta la corrosión superficial durante la vida útil, cuando corresponda, y las tensiones generalmente se limitan de modo que la tensión de presión de prueba esté dentro del límite de fatiga para cilindros de acero. [ 13 ]

El espesor de la cúpula del extremo suele estar determinado por las limitaciones del proceso de fabricación, y para los extremos forjados y hilados, el espesor tiende a ser mayor que el de la pared cilíndrica, aunque las tensiones de presión en una cáscara esférica son aproximadamente la mitad que en un cilindro, lo que hace que los extremos sean mucho más pesados ​​de lo necesario para soportar teóricamente la carga de presión. Este espesor adicional hace que los extremos sean relativamente resistentes y capaces de soportar concentraciones de tensión localizadas debido a las marcas de estampado y las roscas del cuello. En los cilindros metálicos sin costura, la pared del extremo más gruesa y el volumen interno relativamente pequeño de los extremos hacen que estos sean considerablemente más pesados ​​que la sección cilíndrica en proporción al volumen interno, por lo que este tipo de cilindro tiende a ser más ligero por unidad de volumen cuando la parte cilíndrica es más larga.

Clasificación de presión

El espesor de la pared del cilindro depende del material, la presión y el diámetro. El espesor de los extremos también se ve afectado por el proceso de fabricación.

  • La presión de trabajo es la presión que el cilindro está diseñado para soportar en condiciones de funcionamiento a la temperatura de referencia nominal.
  • La presión de prueba es la presión que el cilindro debe soportar periódicamente durante las pruebas de revalidación. La presión de prueba hidrostática (TP) viene especificada por la norma de fabricación. Para cilindros metálicos sin costura de alta presión, suele ser 1,5  veces  la presión de trabajo, o en Estados Unidos, 1,67  veces  la presión de trabajo. [ 1 ]
  • Presión desarrollada: La presión de trabajo del cilindro se especifica a una temperatura de referencia, generalmente 15  °C o 20  °C, y los cilindros también tienen una temperatura máxima de trabajo segura especificada, a menudo 65  °C. [ 1 ] La presión real en el cilindro variará con la temperatura, como lo describen las leyes de los gases, pero esto es aceptable según las normas siempre que la presión desarrollada, una vez corregida a la temperatura de referencia, no exceda la presión de trabajo especificada estampada en el cilindro. Esto permite que los cilindros se llenen de forma segura y legal a una presión superior a la presión de trabajo especificada cuando la temperatura de llenado sea mayor que la temperatura de referencia, pero no superior a 65  °C, siempre que la presión de llenado no exceda la presión desarrollada para esa temperatura, y los cilindros llenados de acuerdo con esta disposición estarán a la presión de trabajo correcta cuando se enfríen a la temperatura de referencia. [ 1 ]

procesos de fabricación

Cilindros metálicos sin costura tipo 1

El recipiente a presión de tipo 1 es un cilindro sin costuras, normalmente fabricado de aluminio extruido en frío o acero forjado . [ 20 ] El recipiente a presión consta de una sección cilíndrica de espesor de pared uniforme, con una base más gruesa en un extremo y un hombro abovedado con un cuello central para conectar una válvula de cilindro o un colector en el otro extremo. Ocasionalmente se pueden utilizar otros materiales. El Inconel se ha utilizado para contenedores de gas esféricos de alta presión, no magnéticos y altamente resistentes a la corrosión, compatibles con oxígeno, para los rebreathers de gas mixto Mk-15 y Mk-16 de la Armada de los EE. UU., y algunos otros rebreathers militares.

Aluminio

La mayoría de los cilindros de aluminio tienen fondo plano, lo que les permite mantenerse erguidos sobre una superficie nivelada, pero algunos se fabricaban con fondo abovedado. Los cilindros de aluminio se fabrican generalmente mediante extrusión en frío de lingotes de aluminio en un proceso que primero prensa las paredes y la base, luego recorta el borde superior de las paredes del cilindro, seguido del prensado para formar el hombro y el cuello. El proceso estructural final consiste en el mecanizado de la superficie exterior del cuello, el taladrado y el corte de las roscas del cuello y la ranura para la junta tórica . Posteriormente, el cilindro se somete a un tratamiento térmico, se prueba y se estampa con las marcas permanentes requeridas. El proceso de extrusión da forma al fondo para que coincida con la forma de la matriz, por lo que se puede elegir un fondo curvo o plano para satisfacer los requisitos del usuario final. [ 21 ]

Acero

Animación que muestra dos etapas del embutido profundo de una placa de acero para convertirla en una copa, y una copa similar para convertirla en un bloque de cilindro de buceo con fondo abovedado.

Los cilindros de acero se utilizan con frecuencia porque son más duros y resistentes a los impactos y la abrasión superficial, y pueden tolerar temperaturas más altas sin que se vean afectadas sus propiedades. Además, pueden tener una masa menor que los cilindros de aluminio con la misma capacidad de gas , debido a su resistencia específica considerablemente mayor . Los cilindros de acero son más susceptibles que los de aluminio a la corrosión externa, especialmente en agua de mar, y pueden galvanizarse o recubrirse con pinturas anticorrosivas para resistir los daños causados ​​por la corrosión. Es fácil controlar la corrosión externa y reparar la pintura cuando se daña. Los cilindros de acero bien mantenidos tienen una larga vida útil, a menudo mayor que la de los de aluminio, ya que no son susceptibles a la fatiga cuando se llenan dentro de sus límites de presión de trabajo seguros y se vuelven a validar a la presión de prueba adecuada. [ 13 ]

Los cilindros de acero se fabrican con fondos abovedados (convexos) y cóncavos (abombados). El perfil cóncavo les permite mantenerse en posición vertical sobre una superficie horizontal y es la forma estándar para los cilindros industriales. Los cilindros utilizados para el suministro de gas de emergencia en campanas de buceo suelen tener esta forma y, por lo general, una capacidad de agua de unos 50 litros. Los fondos abovedados ofrecen un mayor volumen para la misma masa del cilindro y son el estándar para los cilindros de buceo con una capacidad de agua de hasta 18 litros, aunque también se han comercializado algunos cilindros con fondo cóncavo para buceo. Los cilindros industriales con extremo abovedado pueden equiparse con un anillo de pie a presión para permitir su posición vertical. [ 22 ] [ 23 ]

Las aleaciones de acero utilizadas para la fabricación de cilindros de gas están autorizadas por la norma de fabricación. Por ejemplo, la norma estadounidense DOT 3AA exige el uso de acero de horno de hogar abierto, de oxígeno básico o eléctrico de calidad uniforme. Las aleaciones aprobadas incluyen 4130X, NE-8630, 9115, 9125, carbono-boro y manganeso intermedio, con componentes específicos, como manganeso y carbono, y molibdeno, cromo, boro, níquel o circonio. [ 24 ]

Dibujado a partir de una lámina

Los cilindros de acero se pueden fabricar a partir de discos de chapa de acero estampados a partir de chapa o bobina recocida, que se lubrican y se estiran en frío hasta obtener una forma cilíndrica mediante una prensa hidráulica. Esta se recoce y se estira de nuevo en dos o tres etapas, hasta alcanzar el diámetro y el espesor de pared finales. Generalmente tienen una base abovedada si se destinan al mercado del buceo, por lo que no pueden mantenerse de pie por sí solos. Para uso industrial, una base cóncava permite que el cilindro se apoye sobre una superficie plana. Tras dar forma a la base y las paredes laterales, la parte superior del cilindro se recorta a la longitud deseada, se calienta y se hila en caliente para formar el hombro y cerrar el cuello. Este proceso aumenta el grosor del material del hombro. El cilindro se somete a un tratamiento térmico mediante temple y revenido para proporcionar la mejor resistencia y tenacidad.

Los cilindros se mecanizan para proporcionar la rosca del cuello y el asiento de la junta tórica (si corresponde), luego se limpian químicamente o se granallan por dentro y por fuera para eliminar la cascarilla de laminación . Después de la inspección y la prueba hidrostática, se estampan con las marcas permanentes requeridas, seguidas de un recubrimiento externo con pintura de barrera contra la corrosión o galvanizado en caliente y una inspección final. [ 25 ] [ 5 ]

Confeccionado a partir de un tubo sin costuras.

Un método relacionado consiste en partir de un tubo de acero sin costura de diámetro y espesor de pared adecuados, fabricado mediante un proceso como el de Mannesmann , y cerrar ambos extremos mediante el proceso de hilado en caliente. Este método es especialmente adecuado para tubos de almacenamiento de gas a alta presión , que suelen tener una abertura roscada en ambos extremos, de modo que ambos se procesan de la misma manera. Cuando solo se requiere una abertura en un extremo, primero se hila la base y se le da forma interna para obtener una superficie lisa y uniforme; luego, el proceso de cierre del hombro y formación del cuello es el mismo que para el método de placa prensada. [ 5 ]

Forjado a partir de un bloque

Un método de producción alternativo es la extrusión inversa de una palanquilla de acero calentada, similar al proceso de extrusión en frío para cilindros de aluminio, seguida de trefilado en caliente y conformado de la base para reducir el espesor de la pared, y recorte del borde superior en preparación para la formación del hombro y el cuello mediante hilado en caliente. Los demás procesos son muy similares para todos los métodos de producción. [ 26 ] [ 5 ]

Cuello del cilindro

El cuello del cilindro es la parte del extremo que tiene forma de cilindro concéntrico estrecho y está roscado internamente para acoplarse a una válvula de cilindro. Existen varios estándares para las roscas del cuello, que incluyen roscas paralelas, donde el sellado se realiza mediante una junta tórica , y roscas cónicas , que sellan a lo largo de la superficie de contacto por deformación de las superficies de contacto, y mediante cinta de roscar o compuesto sellador . [ 4 ]

Revestimiento metálico envuelto en aro tipo 2

El tipo 2 consiste en un aro envuelto con resina reforzada con fibra sobre la parte cilíndrica del cilindro, donde la carga circunferencial es máxima. Las fibras comparten la carga circunferencial con el núcleo metálico, logrando un ahorro de peso significativo gracias a la eficiente distribución de la tensión y a la alta resistencia y rigidez específicas del compuesto. El núcleo es un cilindro metálico sin costura, fabricado mediante cualquiera de los métodos adecuados para un cilindro de tipo 1, pero con paredes más delgadas, ya que solo soportan aproximadamente la mitad de la carga, principalmente la axial. El enrollado del aro forma un ángulo cercano a 90° con el eje longitudinal, por lo que las fibras soportan una carga axial insignificante. [ 5 ]

Revestimiento metálico delgado totalmente envuelto tipo 3

El tipo 3 se enrolla sobre todo el cilindro, excepto el cuello, y el revestimiento metálico sirve principalmente para garantizar la estanqueidad al gas, por lo que soporta muy poca carga. Los ángulos de bobinado se optimizan para soportar todas las cargas (axiales y circunferenciales) del gas presurizado en el cilindro. Solo el metal del cuello queda expuesto al exterior. Esta construcción permite ahorrar alrededor del 30 % de la masa en comparación con el tipo 2, ya que el compuesto de fibra tiene una resistencia específica mayor que el metal del revestimiento tipo 2 al que sustituye. [ 5 ]

Revestimiento de plástico totalmente envuelto tipo 4

El tipo 4 se envuelve de la misma manera que el tipo 3, pero el revestimiento es no metálico. Se coloca un saliente metálico en el hombro del revestimiento de plástico antes del bobinado, que aloja las roscas del cuello para la válvula del cilindro. La parte exterior del cuello del inserto no está cubierta por el revestimiento de fibra y puede tener nervaduras axiales para acoplarse con una llave o abrazadera y proporcionar soporte torsional al montar o desmontar la válvula del cilindro. Se observa una reducción de masa en comparación con el tipo 3 debido a la menor densidad del revestimiento de plástico. [ 5 ]

Cilindros de gas soldados

Una bombona de gas soldada consta de dos o más componentes unidos mediante soldadura. El material más común es el acero, pero también se pueden usar acero inoxidable, aluminio y otras aleaciones cuando resulten más adecuadas para la aplicación. El acero es resistente, soporta bien los daños físicos, es fácil de soldar, tiene un coste relativamente bajo y suele ofrecer una buena resistencia a la corrosión, lo que lo convierte en un producto económico.

Los componentes de la carcasa suelen ser extremos abovedados y, a menudo, una sección central cilíndrica laminada. Los extremos se suelen abombar mediante prensado en frío a partir de una pieza circular en bruto, y pueden estirarse en dos o más etapas para obtener la forma final, que generalmente es de sección semielíptica. La pieza en bruto del extremo se troquela a partir de una lámina, se estira hasta la sección requerida, se recortan los bordes a la medida y se les da forma de cuello para el solapamiento cuando corresponda, y se perforan los orificios para el cuello y otros accesorios. El saliente del cuello se inserta desde el lado cóncavo y se suelda en su lugar antes del ensamblaje de la carcasa. [ 27 ]

Los cilindros más pequeños suelen ensamblarse a partir de una cúpula superior e inferior, con una soldadura ecuatorial. Los cilindros más grandes, con un cuerpo cilíndrico más largo, constan de extremos abombados soldados circunferencialmente a una sección cilíndrica central laminada con una única soldadura longitudinal. La soldadura suele ser automatizada mediante arco metálico con gas . [ 27 ]

Los accesorios típicos que se sueldan al exterior del cilindro incluyen un anillo de apoyo, un protector de válvula con asas de elevación y un saliente roscado para la válvula. Ocasionalmente, también se sueldan otros accesorios pasantes y externos. [ 27 ] Después de la soldadura, el conjunto puede someterse a un tratamiento térmico para aliviar tensiones y mejorar sus características mecánicas, limpiarse mediante granallado y recubrirse con una capa protectora y decorativa. Se realizarán pruebas e inspecciones para el control de calidad en varias etapas de la producción. [ 27 ]

Normativa y pruebas

El transporte de cilindros de alta presión está regulado por numerosos gobiernos en todo el mundo. Generalmente, la autoridad competente del país donde se transportarán, una vez llenos, exige diversos niveles de pruebas. En Estados Unidos, esta autoridad es el Departamento de Transporte (DOT). De manera similar, en el Reino Unido, el Departamento de Transporte (DfT) implementa el Reglamento Europeo de Transporte (ADR). En Canadá, esta autoridad es Transport Canada (TC). Los cilindros pueden tener requisitos adicionales de diseño o rendimiento establecidos por organismos de pruebas independientes como Underwriters Laboratories (UL). Cada fabricante de cilindros de alta presión debe contar con un agente de calidad independiente que inspeccione el producto para garantizar su calidad y seguridad.

En el Reino Unido, la " autoridad competente "  —el Departamento de Transporte (DfT)  — implementa la normativa, y el nombramiento de los inspectores de cilindros autorizados lo lleva a cabo el Servicio de Acreditación del Reino Unido (UKAS), que formula recomendaciones a la Agencia de Certificación de Vehículos (VCA) para la aprobación de los organismos individuales.

Existen diversas pruebas que se pueden realizar en distintos cilindros. Algunos de los tipos de pruebas más comunes son la prueba hidrostática , la prueba de rotura, la prueba de resistencia a la tracción máxima , la prueba de impacto Charpy y el ciclo de presión.

Durante el proceso de fabricación, la información vital suele estar estampada o marcada permanentemente en el cilindro. Esta información generalmente incluye el tipo de cilindro, la presión de trabajo o de servicio, el número de serie, la fecha de fabricación, el código de registro del fabricante y, en ocasiones, la presión de prueba. También puede estamparse otra información, según los requisitos normativos.

Los cilindros de alta presión que se utilizan varias veces  —como la mayoría—  pueden someterse a pruebas hidrostáticas o ultrasónicas y a una inspección visual cada pocos años. [ 28 ] En Estados Unidos, las pruebas hidrostáticas o ultrasónicas son obligatorias cada cinco o diez años, según el cilindro y su uso.

Conexiones de válvulas

Un regulador de gas conectado a una bombona de nitrógeno. De derecha a izquierda  : válvula de la bombona, manómetro de la bombona, válvula de control de presión (amarilla) en el regulador (verde), manómetro de salida, salida de tres vías con válvulas de aguja.

Hilo del cuello

La rosca del cuello del cilindro puede cumplir con cualquiera de varios estándares. Tanto la rosca cónica sellada con cinta de teflón como la rosca paralela sellada con una junta tórica han demostrado ser satisfactorias para aplicaciones de alta presión, pero cada una presenta ventajas y desventajas para casos de uso específicos, y si no existen requisitos reglamentarios, se puede elegir el tipo que mejor se adapte a la aplicación. [ 4 ]

Una rosca cónica facilita el montaje, pero requiere un par de apriete elevado para lograr un sellado fiable, lo que genera altas fuerzas radiales en el cuello y limita su vida útil antes de que se deforme excesivamente. Esta vida útil puede prolongarse utilizando siempre el mismo racor en el mismo cilindro y evitando el apriete excesivo. [ 4 ]

En Australia, Europa y Norteamérica, las roscas cónicas en el cuello son generalmente las preferidas para gases inertes, inflamables, corrosivos y tóxicos, pero cuando se utilizan cilindros de aluminio para el servicio de oxígeno según las especificaciones del Departamento de Transporte de los Estados Unidos (DOT) o Transport Canada (TC) en Norteamérica, los cilindros deben tener rosca paralela. El DOT y TC permiten que los recipientes a presión de la ONU tengan aberturas con rosca cónica o paralela. En los EE. UU., se aplica la norma 49 CFR Parte 171.11, y en Canadá, las normas CSA B340-18 y CSA B341-18. En Europa y otras partes del mundo, se prefiere la rosca cónica para las entradas de cilindros para gases oxidantes. [ 4 ]

Los cilindros de buceo suelen tener un intervalo mucho más corto entre inspecciones internas, por lo que el uso de rosca cónica es menos satisfactorio debido a la cantidad limitada de veces que se puede reutilizar una válvula de rosca cónica antes de que se desgaste, [ 4 ] por lo que generalmente se utiliza rosca paralela para esta aplicación. [ 1 ]

La rosca paralela se puede apretar lo suficiente para formar un buen sellado con la junta tórica sin lubricación, lo cual es una ventaja cuando el lubricante puede reaccionar con la junta tórica o el contenido. Es posible realizar instalaciones seguras repetidas con diferentes combinaciones de válvula y cilindro, siempre que tengan rosca compatible y juntas tóricas correctas. La rosca paralela tiene más probabilidades de alertar al técnico sobre la presión interna residual mediante fugas o extrusión de la junta tórica antes de una falla catastrófica cuando el sello de la junta tórica se rompe durante la extracción de la válvula. El tamaño de la junta tórica debe ser el correcto para la combinación de cilindro y válvula, y el material debe ser compatible con el contenido y cualquier lubricante utilizado. [ 4 ]

Válvula

Los cilindros de gas suelen tener una válvula de cierre angular en un extremo, y generalmente se orientan de manera que la válvula quede en la parte superior. Durante el almacenamiento, el transporte y la manipulación, cuando el gas no está en uso, se puede enroscar una tapa sobre la válvula para protegerla de daños o roturas en caso de que el cilindro se caiga. En lugar de una tapa, a veces los cilindros tienen un collarín o anillo protector alrededor del conjunto de la válvula, que tiene una abertura para acceder a la salida de la válvula e instalar un regulador u otro accesorio, así como para accionar la válvula. La instalación de válvulas para cilindros de aleación de aluminio de alta presión se describe en las directrices: CGA V-11, Guía para la instalación de válvulas en cilindros de aleación de aluminio de alta presión e ISO 13341, Cilindros de gas transportables: instalación de válvulas en cilindros de gas. [ 4 ]

Conexión

Las válvulas de las bombonas industriales, médicas y de buceo suelen tener roscas o conexiones con diferentes orientaciones, tamaños y tipos, según la categoría del gas, lo que dificulta su uso incorrecto. Por ejemplo, la salida de la válvula de una bombona de hidrógeno no es compatible con un regulador y una línea de suministro de oxígeno, lo que podría provocar una catástrofe. Algunos racores tienen rosca a la derecha, mientras que otros tienen rosca a la izquierda ; los racores con rosca a la izquierda suelen identificarse por las muescas o ranuras que llevan, y se utilizan normalmente para gases inflamables.

En Estados Unidos, las conexiones de válvulas a veces se denominan conexiones CGA , ya que la Asociación de Gases Comprimidos (CGA) publica directrices sobre qué conexiones usar para cada gas. Por ejemplo, una bombona de argón puede tener una conexión "CGA 580" en la válvula. Los gases de alta pureza a veces utilizan conexiones CGA-DISS (" Sistema de Seguridad de Índice de Diámetro ").

Los gases medicinales pueden utilizar el sistema de seguridad Pin Index para evitar conexiones incorrectas de los gases a los servicios.

En la Unión Europea, las conexiones DIN son más comunes que en Estados Unidos.

En el Reino Unido, la British Standards Institution establece las normas. Entre ellas se incluye el uso de válvulas con rosca izquierda para bombonas de gas inflamable (generalmente de latón, BS4, para contenidos no corrosivos, o de acero inoxidable, BS15, para contenidos corrosivos). Las bombonas de gas no inflamable se equipan con válvulas con rosca derecha (generalmente de latón, BS3, para componentes no corrosivos, o de acero inoxidable, BS14, para contenidos corrosivos). [ 29 ]

Regulador

Cuando se va a utilizar el gas del cilindro a baja presión, se retira la tapa y se conecta un regulador de presión a la válvula de cierre. Este regulador suele incluir manómetros de entrada y salida, así como una válvula de aguja y una conexión de salida adicionales . Para gases que permanecen en estado gaseoso durante el almacenamiento, el manómetro de entrada permite estimar la cantidad de gas restante en el cilindro según la presión. Para gases que se almacenan en estado líquido, como el propano, la presión de salida depende de la presión de vapor del gas y no disminuye hasta que el cilindro está casi vacío, aunque varía según la temperatura del contenido. El regulador se ajusta para controlar la presión de salida, lo que limita el flujo máximo de gas que sale del cilindro a la presión indicada por el manómetro de salida. Para algunos usos, como el gas de protección para soldadura por arco, el regulador también incorpora un caudalímetro en la salida.

La conexión de salida del regulador se conecta a cualquier componente que necesite el suministro de gas.

Seguridad y normas

Sería más seguro tener los cilindros anclados individualmente en un lugar fresco, en lugar de encadenados en un grupo al sol, como se ve aquí.

Debido a que el contenido está bajo presión y a veces se trata de materiales peligrosos , la manipulación de gases embotellados está regulada. Las regulaciones pueden incluir el encadenamiento de las botellas para evitar que se caigan y dañen la válvula, una ventilación adecuada para prevenir lesiones o la muerte en caso de fugas y señalización para indicar los peligros potenciales. Si una bombona de gas comprimido se cae y se rompe el bloque de válvulas, la liberación rápida de gas a alta presión puede provocar una aceleración violenta de la bombona, con el consiguiente riesgo de daños materiales, lesiones o la muerte. Para evitarlo, las bombonas se suelen asegurar a un objeto fijo o a un carro de transporte con una correa o cadena. También se pueden almacenar en un armario de seguridad .

En caso de incendio, la presión en un cilindro de gas aumenta en proporción directa a su temperatura . Si la presión interna supera los límites mecánicos del cilindro y no existen medios para liberar de forma segura el gas presurizado a la atmósfera, el recipiente fallará mecánicamente. Si el contenido del recipiente es inflamable, este evento puede provocar una "bola de fuego". [ 30 ] Los oxidantes como el oxígeno y el flúor producirán un efecto similar al acelerar la combustión en la zona afectada. Si el contenido del cilindro es líquido, pero se convierte en gas en condiciones ambientales, esto se conoce comúnmente como explosión de vapor en expansión de líquido en ebullición (BLEVE). [ 31 ]

Los cilindros de gas medicinal en el Reino Unido y algunos otros países tienen un tapón fusible de metal de Wood en el bloque de válvulas entre el asiento de la válvula y el cilindro. Este tapón se funde a una temperatura relativamente baja (70 °C) y permite que el contenido del cilindro escape al entorno antes de que el cilindro se debilite significativamente por el calor, lo que reduce el riesgo de explosión. [ 32 ] También se utilizan tapones fusibles en algunos cilindros de acetileno. [ 33 ] [ 34 ] Los dispositivos de alivio de presión más comunes son un disco de ruptura simple instalado en la base de la válvula entre el cilindro y el asiento de la válvula. Un disco de ruptura es una pequeña junta metálica diseñada para romperse a una presión predeterminada. Algunos discos de ruptura están reforzados con un metal de bajo punto de fusión, de modo que la válvula debe exponerse a un calor excesivo antes de que el disco de ruptura pueda romperse. La Asociación de Gases Comprimidos publica varios folletos y panfletos sobre la manipulación y el uso seguros de gases embotellados. 

Normas internacionales y nacionales

Existe una amplia gama de normas relativas a la fabricación, el uso y las pruebas de cilindros de gas a presión y sus componentes. A continuación se enumeran algunos ejemplos.

  • ISO 11439 : Cilindros de gas  — Cilindros de alta presión para el almacenamiento a bordo de gas natural como combustible para vehículos automotores [ 35 ]
  • ISO 15500-5: Vehículos de carretera  — Componentes del sistema de combustible de gas natural comprimido (GNC)  — Parte 5: Válvula manual del cilindro [ 36 ] [ 37 ]
  • US DOT CFR Título 49, parte 178, Subparte C  — Especificación para cilindros [ 38 ]
  • Enmienda del DOT de EE. UU. para tanques de aleación de aluminio 6351-T6 para SCUBA, SCBA, servicio de oxígeno  : inspección visual de remolinos [ 39 ]
  • AS 2896-2011: Sistemas de gases medicinales: Instalación y prueba de sistemas de tuberías de gases medicinales no inflamables (Normas australianas).
  • EN 1964-3 – Cilindros de gas transportables. Especificación para el diseño y construcción de cilindros de gas transportables recargables de acero sin costura con capacidades de agua de 0,5 litros a 150 litros [ 40 ]
  • ISO 9809-1: Cilindros de gas – Cilindros de gas de acero sin costura recargables – Diseño, construcción y ensayos – Parte 1: Cilindros de acero templado y revenido con una resistencia a la tracción inferior a 1100 MPa
  • ISO 9809-2: Cilindros de gas – Cilindros de gas de acero sin costura recargables – Diseño, construcción y ensayos – Parte 2: Cilindros de acero templado y revenido con una resistencia a la tracción mayor o igual a 1100 MPa
  • ISO 9809-3: Cilindros de gas – Cilindros de gas de acero sin costura recargables – Diseño, construcción y ensayos – Parte 3: Cilindros de acero normalizado
  • EN ISO 11120 – Cilindros de gas. Tubos de acero sin costura rellenables con capacidad de agua entre 150 l y 3000 l. Diseño, construcción y ensayo (ISO 11120:2015) [ 40 ]
  • EN 1975 – Cilindros de gas transportables. Especificación para el diseño y construcción de cilindros de gas transportables recargables, sin costura, de aluminio y aleación de aluminio, con capacidades de 0,5 litros a 150 litros [ 40 ].
  • EN 84/526/EEC – Diseño de cilindros de gas de alta presión de aluminio [ 40 ]
  • EN 12245 – Cilindros de gas transportables Cilindros compuestos totalmente envueltos [ 40 ]
  • ISO 11119-1 Cilindros de gas — Diseño, construcción y ensayo de cilindros y tubos de gas compuestos recargables — Parte 1: Cilindros y tubos de gas compuestos reforzados con fibra y envueltos en aro de hasta 450 l [ 40 ]
  • HOAL — Home Office Aluminium — Normas británicas de fabricación de cilindros de aluminio sin costura de alta presión HOAL1, HOAL2, HOAL3 y HOAL4 (sustituidas) en aleaciones HE30/AA6082 o AA6351. [ 41 ]

Transporte

Transporte de bombonas de oxígeno en un camión especial en Dnipro, Ucrania.

Las bombonas de gas están clasificadas por la ONU como mercancías peligrosas para el transporte (EE. UU.: materiales peligrosos). Seleccionar el nombre de envío adecuado (conocido por la abreviatura PSN) ayuda a garantizar que las mercancías peligrosas ofrecidas para el transporte representen con precisión los riesgos. [ 42 ]

La 55.ª edición del Reglamento de Mercancías Peligrosas (DGR) de la IATA define el Nombre de Envío Correcto como «el nombre que se utilizará para describir un artículo o sustancia en particular en todos los documentos y notificaciones de envío y, cuando corresponda, en los embalajes». [ 42 ]

El Código Marítimo Internacional de Mercancías Peligrosas (Código IMDG) define el Nombre de Envío Correcto como "la parte de la entrada que describe con mayor precisión las mercancías en la Lista de Mercancías Peligrosas y que se muestra en mayúsculas (más cualquier letra que forme parte integral del nombre)". [ 42 ]

Botellas de gas para buceo:

Aeropuerto internacional

Las Instrucciones Técnicas de la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) para el Transporte Seguro de Mercancías Peligrosas por Vía Aérea establecen que, siempre que la presión en las botellas de buceo sea inferior a 200 kilopascales (2 bar; 29 psi) , estas pueden transportarse como equipaje facturado o de mano. Puede ser necesario vaciar la botella para verificarlo. Una vez vacía, la válvula de la botella debe cerrarse para evitar la entrada de humedad. Las restricciones de seguridad implementadas por cada país pueden limitar o prohibir aún más el transporte de algunos artículos permitidos por la OACI, y las aerolíneas y los organismos de control de seguridad tienen derecho a rechazar el transporte de ciertos artículos. [ 46 ]  

Europa

Desde 1996, la legislación del Reino Unido sobre el transporte de mercancías peligrosas se ha armonizado con la de Europa. [ 47 ]

Transporte por carretera

El Reglamento británico de 2009 (modificado en 2011) sobre el transporte de mercancías peligrosas y el uso de equipos a presión transportables (Reglamento CDG) implementa el Acuerdo Europeo sobre el Transporte Internacional de Mercancías Peligrosas por Carretera (ADR). Las mercancías peligrosas que se transporten internacionalmente en vehículos de carretera deben cumplir con las normas de embalaje y etiquetado, así como con las normas de construcción y operación adecuadas para los vehículos y la tripulación. [ 44 ] [ 47 ]

La normativa abarca el transporte de bombonas de gas en un vehículo en un entorno comercial. El transporte de bombonas de gas de buceo presurizadas con una capacidad de agua combinada inferior a 1000 litros en un vehículo para uso personal está exento de la normativa ADR. [ 44 ] [ 47 ] [ 48 ]

El transporte de bombonas de gas en un vehículo con fines comerciales debe cumplir con los requisitos legales básicos de seguridad y, salvo exención específica, debe ajustarse al ADR. El conductor del vehículo es legalmente responsable de la seguridad del vehículo y de la carga transportada, y el seguro del vehículo debe incluir cobertura para el transporte de mercancías peligrosas. [ 44 ] [ 47 ]

Los gases de buceo, incluidos el aire comprimido, el oxígeno, el nitrox, el heliox, el trimix, el helio y el argón, no son tóxicos ni inflamables, y pueden ser oxidantes o asfixiantes. Se clasifican en la categoría de transporte 3. [ 47 ] La cantidad límite para estos gases es de 1000 litros de capacidad de agua combinada de los cilindros. La presión debe estar dentro de la presión de trabajo nominal del cilindro. Los cilindros de aire vacíos a presión atmosférica se clasifican en la categoría de transporte 4 y no tienen cantidad límite. [ 44 ] [ 47 ]

Las cargas comerciales por debajo del umbral de 1000 litros están exentas de algunos de los requisitos del ADR, pero deben cumplir con los requisitos legales y de seguridad básicos, incluidos: [ 47 ]

  • Formación de conductores [ 47 ]
  • Los cilindros deben transportarse en vehículos abiertos, contenedores abiertos o remolques, con un mamparo hermético que separe al conductor de la carga. Si los cilindros deben transportarse dentro de un vehículo, este debe estar bien ventilado. [ 47 ]
  • Ventilación. Cuando se transporten bombonas de gas dentro de un vehículo, en el mismo espacio que las personas, las ventanas deben mantenerse abiertas para permitir la circulación del aire. [ 47 ]
  • Los cilindros deben estar asegurados para que no se muevan durante el transporte. No deben sobresalir de los laterales ni de los extremos del vehículo. Se recomienda transportar los cilindros en posición vertical, asegurados en una paleta adecuada. [ 47 ]
  • Las válvulas de los cilindros deben permanecer cerradas durante el transporte y se debe comprobar que no haya fugas. Cuando corresponda, se deben colocar tapas y cubiertas protectoras en las válvulas de los cilindros antes del transporte. Los cilindros no deben transportarse con equipos conectados a la salida de la válvula (reguladores, mangueras, etc.). [ 47 ]
  • Es obligatorio llevar un extintor de incendios en el vehículo. [ 47 ]
  • Los cilindros de gas solo se pueden transportar si están dentro de su fecha de inspección y prueba periódicas, excepto que se pueden transportar cuando estén fuera de su fecha de inspección, prueba o eliminación. [ 47 ]
  • Los cilindros deben mantenerse frescos (a temperatura ambiente) y no almacenarse en lugares donde estén expuestos a fuentes de calor excesivo. [ 47 ]
  • Las etiquetas de identificación del producto adheridas a los cilindros para identificar el contenido y brindar consejos de seguridad no deben ser retiradas ni alteradas. [ 47 ]
  • No es necesario marcar ni etiquetar el vehículo si transporta mercancías peligrosas por debajo del umbral establecido. El uso de etiquetas de peligro puede ayudar a los servicios de emergencia y pueden exhibirse, pero todas las etiquetas de peligro deben retirarse cuando no se transporten las mercancías peligrosas correspondientes. [ 47 ]
  • Cuando se complete el viaje, los cilindros de gas deben descargarse inmediatamente del vehículo. [ 47 ]

Todas las cargas que superen el umbral deben cumplir con todos los requisitos del ADR. [ 44 ] [ 47 ]

Estados Unidos

El transporte de materiales peligrosos con fines comerciales [ 49 ] en los EE. UU. está regulado por el Título 49 del Código de Regulaciones Federales - Transporte, (abreviado 49 CFR). [ 50 ] Un cilindro que contiene 200  kPa (29,0  psig/43,8  psia) o más a 20  °C (68  °F) de gas comprimido no inflamable y no venenoso, y que se transporta con fines comerciales se clasifica como HAZMAT (materiales peligrosos) según 49 CFR 173.115(b) (1). [ 51 ] Los cilindros fabricados según las normas del DOT o los permisos especiales (exenciones) emitidos por la Administración de Seguridad de Materiales Peligrosos y Tuberías y llenos a la presión de trabajo autorizada son legales para el transporte comercial en los EE. UU. bajo las disposiciones y condiciones de las regulaciones. [ 50 ] [ 52 ]  Los cilindros fabricados fuera de los EE. UU. pueden transportarse con un permiso especial, y varios fabricantes han emitido estos permisos para cilindros de metal sólido y compuestos con presiones de trabajo de hasta 300 bar (4400 psi). [ 53 ]

El transporte comercial de cilindros de gas respiratorio con un peso combinado superior a 1000 libras solo puede ser realizado por una empresa comercial de transporte de materiales peligrosos (HAZMAT). El transporte de cilindros con un peso combinado inferior a 1000 libras requiere un manifiesto, los cilindros deben haber sido probados e inspeccionados según las normas federales y el contenido debe estar marcado en cada cilindro. El transporte debe realizarse de forma segura, con los cilindros inmovilizados. No se requiere ninguna licencia especial. Las regulaciones del DOT exigen etiquetas de contenido para todos los cilindros que cumplan con la normativa, pero según PSI, no se exigirá el etiquetado del aire respirable. El oxígeno o las mezclas no oxidantes de aire (O₂ ≥  23,5  %) deben estar etiquetados. El transporte privado (no comercial) de cilindros de buceo no está cubierto por esta normativa. [ 54 ]

Las bombonas de buceo vacías o presurizadas a menos de 200  kPa no están restringidas como materiales peligrosos. [ 55 ] Las bombonas de buceo solo se permiten en el equipaje facturado o como equipaje de mano si la válvula de la bombona está completamente desconectada y la bombona tiene un extremo abierto que permite una inspección visual del interior. [ 56 ]

Codificación por colores

Codificación por colores ISO para cilindros de diferentes gases (médicos)

Las bombonas de gas suelen estar codificadas por colores , pero estos códigos no son estándar en todas las jurisdicciones y, en ocasiones, no están regulados. El color de la bombona no es un método seguro para identificar el producto; las bombonas llevan etiquetas que indican el gas que contienen.

Código de colores de los cilindros de gas medicinal según la norma india

La norma india para el código de colores de los cilindros de gas se aplica a la identificación del contenido de los cilindros de gas destinados a uso médico. Cada cilindro deberá estar pintado externamente con los colores que correspondan a su contenido gaseoso. [ 57 ]

Marcas permanentes

El hombro del cilindro lleva marcas estampadas que proporcionan la información requerida sobre el cilindro. [ 58 ]

Las marcas requeridas universalmente incluyen:

Es posible que las regulaciones nacionales exijan o sean opcionales otras marcas. [ 58 ]

Relleno

Las botellas de buceo se llenan conectando un suministro de gas a alta presión a la válvula de la botella, abriendo la válvula y permitiendo que el gas fluya hacia la botella hasta alcanzar la presión deseada, luego cerrando las válvulas, liberando la presión de la conexión y desconectándola. Este proceso conlleva el riesgo de que la botella o el equipo de llenado fallen bajo presión, lo cual representa un peligro para el operador, por lo que generalmente se siguen procedimientos para controlar estos riesgos. La velocidad de llenado debe limitarse para evitar un calentamiento excesivo, y la temperatura de la botella y su contenido debe mantenerse por debajo de la temperatura máxima de trabajo especificada por la norma aplicable. [ 1 ]

Llenado por presión

Para gases permanentes, un cilindro puede llenarse a la presión de carga o a cualquier presión menor que sea apropiada. Esto generalmente requiere una corrección para tener en cuenta los cambios de temperatura durante el llenado y la variación con respecto a la temperatura de referencia (normalmente 15 o 20 °C). [ 1 ]

Presión de carga

La presión de carga es la presión manométrica máxima permitida durante el llenado de un recipiente a presión, corregida a la temperatura de referencia. La presión de carga está marcada permanentemente en el cilindro. [ 1 ]

Relleno por masa

El llenado por masa no requiere corrección ni ajuste por temperatura, y es el método estándar para llenar gases licuados, ya que la presión del vapor sobre el líquido está determinada por la temperatura, lo que la convierte en un indicador poco fiable de la cantidad de gas licuado en el cilindro. El proceso exige medir con precisión la masa añadida y calibrar la báscula a cero según la masa del cilindro vacío.

Inspección del cilindro antes del llenado

Tamaños comunes

Los tamaños de cilindro que se muestran a continuación son ejemplos y no constituyen un estándar de la industria.

(Las especificaciones del DOT de EE. UU. definen el material, la fabricación y la presión máxima en psi. Son comparables a las especificaciones de Transport Canada , que muestran la presión en bares . Un 3E-1800 en la nomenclatura del DOT sería un TC 3EM 124 en Canadá. [ 59 ] )

tubos de almacenamiento de gas

Para volúmenes mayores, se dispone de unidades de almacenamiento de gas a alta presión, conocidas como tubos . Generalmente tienen un diámetro y una longitud mayores que los cilindros de alta presión y suelen tener un cuello roscado en ambos extremos. Pueden montarse individualmente o en grupos sobre remolques, bases permanentes o bastidores de transporte intermodal . Debido a su longitud, se montan horizontalmente sobre estructuras móviles. En su uso general, suelen conectarse en conjunto y gestionarse como una unidad. [ 60 ] [ 61 ]

Bancos de almacenamiento de gas

Cilindros de almacenamiento de hidrógeno en un sistema de llenado en cascada

Se pueden montar grupos de cilindros de tamaño similar y conectarlos a un sistema de distribución común para proporcionar una mayor capacidad de almacenamiento que un solo cilindro estándar. Esto se conoce comúnmente como banco de cilindros o banco de almacenamiento de gas. El sistema de distribución puede estar dispuesto para permitir el flujo simultáneo desde todos los cilindros o, en el caso de un sistema de llenado en cascada , donde el gas se extrae de los cilindros según la menor diferencia de presión positiva entre el cilindro de almacenamiento y el de destino, lo que supone un uso más eficiente del gas presurizado. [ 62 ]

Cuarteles de almacenamiento de gas

Cuádruple de helio para gas de buceo suministrado desde la superficie

Un conjunto de cilindros de gas, también conocido como paquete de cilindros de gas, es un grupo de cilindros de alta presión montados sobre una estructura de transporte y almacenamiento. Generalmente consta de 16 cilindros, cada uno con una capacidad aproximada de 50 litros, montados verticalmente en cuatro filas de cuatro, sobre una base cuadrada con una estructura de planta cuadrada con puntos de elevación en la parte superior y que puede tener ranuras para montacargas en la base. Los cilindros suelen estar interconectados mediante un colector para su uso como una unidad, pero son posibles muchas variaciones en la disposición y la estructura. [ 10 ]

Véase también

Referencias

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Fuentes

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  • NASA  — Normas de seguridad para el oxígeno y su manipulación
  • Nota informativa: Válvulas de cilindros en tanques de oxígeno de alta presión. Fecha: 6 de enero de 2025.
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