Aislamientos individuales para aplicaciones de bajo riesgo, como la reparación y el mantenimiento de válvulas.
Aislamientos secundarios en los que es necesario interrumpir una línea y solo existe un único aislamiento.
Aislamientos en una sección de tubería (tanto en superficie como subterránea y submarina)
La teoría básica detrás de un «tapón de congelación» es el enfriamiento de la pared exterior de la tubería hasta tal punto que su contenido (normalmente agua) forma un tapón dentro de la tubería, adhiriéndose a la pared y creando un aislamiento sólido. Se han realizado pruebas con tapones que soportan más de 8000 psi. Para lograr la congelación, se coloca una «camisa» (intercambiador de calor criogénico) alrededor de la tubería y se hace circular líquido, normalmente nitrógeno líquido, en su interior. Las camisas anteriores eran esencialmente un espacio vacío contenido en el que el nitrógeno líquido entraba en contacto directo con la tubería; las camisas modernas funcionan más bien según el principio de intercambio de calor, con el nitrógeno líquido circulando a través de venas en la camisa. La longitud de la camisa suele ser el doble del diámetro de la tubería y tiene un grosor aproximado de una pulgada.
A baja temperatura, el módulo elástico de los materiales aumenta. En general, la resistencia a la tracción y el límite elástico aumentan a medida que disminuye la temperatura. Por lo tanto, no existe ningún riesgo adicional de que la tubería se tire o se doble lentamente a baja temperatura. Sin embargo, debido al aumento de la fragilidad a baja temperatura, se debe evitar cualquier impacto sobre la tubería.
Dado que la mayoría de las tuberías de acero inoxidable están diseñadas para condiciones criogénicas, la exposición a bajas temperaturas durante el tapón de congelación no supondrá ningún riesgo para su metalurgia.
En muchos casos, se requieren aislamientos en los que no hay medio interno que congelar. Las aplicaciones más comunes para este proceso son:
Los sistemas de agua con gel reticulado son ideales como medio para permitir la creación de un tapón de congelación estable de doble bloqueo y purga. Estos sistemas emplean un gel a base de agua de alta viscosidad que, debido a su naturaleza cohesiva, puede desplazar el aceite o llenar un espacio vacío en una línea de gas. El gel en sí es un producto biodegradable adaptado de la industria alimentaria y no requiere ningún manejo especial para su inyección o eliminación. Debido a la viscosidad extremadamente alta del gel, no se comporta como un líquido convencional y se extiende por el fondo de la tubería, sino que forma un montículo. Tras la primera inyección, el fluido gelificado permanecerá como un montículo elevado, que probablemente llenará entre el 45 % y el 65 % de la sección transversal de la tubería por debajo del punto de inyección. El espacio vacío restante se llenará con gel durante las inyecciones posteriores.
La ubicación de un tapón de congelación se selecciona cuidadosamente para garantizar que los sitios de la camisa de congelación estén libres de soldaduras o cualquier tipo de daño o tensión en la tubería. El sitio elegido también debe tener un accesorio o válvula entre las ubicaciones previstas para la camisa, a fin de permitir la inyección de gel, las pruebas de presión de los tapones y la supervisión continua de la presión durante la operación. Una vez que se ha inspeccionado y limpiado la tubería, las camisas de congelación se instalan a ambos lados del punto de inyección y se conectan al suministro de nitrógeno mediante una manguera criogénica.
La congelación de tuberías se puede realizar en la mayoría de los materiales más comunes, tales como:
Las ubicaciones que pueden requerir servicios de congelación de tuberías incluyen, entre otras:
