Método de prueba estándar ASTM D5454-11 para el contenido de vapor de agua en combustibles gaseosos utilizando analizadores electrónicos de humedad

La norma “ASTM D5454-11 Método de prueba estándar para el contenido de vapor de agua de combustibles gaseosos utilizando analizadores electrónicos de humedad” desarrollada por la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM) describe un método de prueba para determinar el contenido de vapor de agua de combustibles gaseosos utilizando analizadores electrónicos de humedad. Estos analizadores suelen utilizar células sensoras basadas en pentóxido de fósforo, óxido de aluminio o silicio, células de tipo piezoeléctrico y tecnologías basadas en láser.

Para los efectos de esta norma, se aplican los siguientes términos y definiciones:

• La celda de tipo capacitancia utiliza aluminio recubierto con óxido de aluminio como parte del capacitor. La película de óxido de aluminio dieléctrico cambia la capacitancia del capacitor según el vapor de agua presente. A diferencia de las células de pentóxido de fósforo, este tipo no es lineal en su respuesta. Si se utiliza silicio en lugar de aluminio, la célula de silicio ofrece una estabilidad mejorada y una respuesta muy rápida.
• La celda de tipo electrolítico consta de dos cables de electrodos de metal noble recubiertos con pentóxido de fósforo. Se aplica un voltaje de polarización a los electrodos y el vapor de agua reacciona químicamente, produciendo una corriente entre los electrodos proporcional al vapor de agua presente.
• Célula de tipo piezoeléctrico, el sensor consta de un par de electrodos que soportan un transductor de cristal de cuarzo. Cuando se aplica voltaje al sensor, se produce una oscilación muy estable. Las superficies del sensor están recubiertas con un polímero higroscópico. A medida que cambia la cantidad de humedad adsorbida en el polímero, se produce un cambio proporcional en la frecuencia de oscilación.
• La celda de tipo láser consta de una celda de muestra con un cabezal óptico unido a un extremo y un espejo unido al otro extremo. El cabezal óptico contiene un láser NIR que emite luz en una longitud de onda que se sabe que es absorbida por las moléculas de agua. Al lado del láser se monta un detector sensible a la luz de longitud de onda NIR. La luz del láser pasa por el extremo más alejado y regresa al detector en el cabezal óptico. Una parte de la luz emitida se absorbe, en proporción a las moléculas de agua presentes, a medida que la luz pasa a través de la celda de muestra y regresa al detector.
• El contenido de agua suele ser el punto de rocío a presión atmosférica y se mide en grados F o C o libra/millón de pies cúbicos estándar, se expresa en términos de . El último término se utiliza en este método de prueba porque es la unidad de lectura habitual para los analizadores electrónicos. Una libra por millón de pies cúbicos estándar equivale a 21,1 ppm o 16,1 mgm/m3 de vapor de agua por volumen. Los analizadores deben cubrir un rango de 0,1 a 50 libras por millón de pies cúbicos estándar.
• El punto de rocío del agua es la temperatura a la cual el agua líquida comenzará a condensarse a partir del vapor de agua existente (a una presión específica). Los gráficos de puntos de rocío en función de la presión y el contenido de agua se incluyen en la norma “ASTM D1142-95 Método de prueba estándar para el contenido de vapor de agua de combustibles gaseosos mediante la medición de la temperatura del punto de rocío”.

El contenido de agua en el gas combustible es el factor más importante que afecta la corrosión interna. Los hidratos, una combinación semisólida de hidrocarburos y agua, se forman en condiciones favorables causando graves problemas operativos. El valor calorífico del combustible disminuye con la concentración de agua. Por esta razón, con frecuencia se miden los niveles de concentración de agua en los sistemas de gas natural. Una especificación común de tubería es de 4 a 7 libras por millón de pies cúbicos estándar. Este método de prueba describe la medición del contenido de vapor de agua con instrumentación electrónica de lectura directa.

El analizador de humedad es un dispositivo que determina el contenido de humedad mediante el método de pérdida por secado y consta de una unidad de pesaje y un calentador halógeno. Es adecuado para las necesidades de control de calidad y producción en las industrias alimentaria, farmacéutica, química y otras.

En general, los contratos que rigen la transmisión de gas natural por tuberías incluyen especificaciones que limitan la concentración máxima permitida de vapor de agua. El exceso de vapor de agua puede provocar condiciones corrosivas, dañando tuberías y equipos. También puede condensarse y congelarse o formar hidratos de metano y causar bloqueos. El contenido de vapor de agua también afecta el poder calorífico del gas natural y, por tanto, la calidad del gas. Este método de prueba permite determinar el contenido de agua del gas natural.

Si se dispone de un gráfico aceptable que muestre la variación del contenido de vapor de agua con las temperaturas de saturación o del punto de rocío del agua en un rango de presión adecuado para el gas en prueba, el contenido de vapor de agua se puede calcular directamente utilizando la temperatura del punto de rocío del agua observada y la presión a la que se realiza la determinación.

Entre los numerosos estudios de prueba, medición, análisis y evaluación que nuestra organización ha brindado a empresas de diversos sectores, también proporciona servicios de pruebas definidos en la norma “ASTM D5454-11 Método de prueba estándar para contenido de vapor de agua de combustibles gaseosos utilizando analizadores electrónicos de humedad” con su personal capacitado y experto y equipo tecnológico avanzado.