Evolución De Los Tapones De Tubos
A lo largo de los años, ha habido muchas variaciones del tapón de tubo en un esfuerzo por lograr la máxima área de sellado y controlar el método de instalación. Si bien cada uno de estos tapones todavía son de uso habitual en la actualidad, fueron diseñados para superar diversas dificultades que han tenido los operadores a lo largo de los años.
1.ª Generación:
Perno Cónico
Uno de los primeros diseños de tapones de tubos fue el perno cónico o tapón de una pieza. Para instalar el tapón cónico, simplemente hay que golpear suavemente el extremo del tapón con un martillo o un mazo para introducirlo en el tubo hasta que haya contacto metal con metal y luego hacerlo avanzar 1/8” (3,2 mm) más. Introducir el tapón completamente dentro del tubo puede causar tensión en la junta y podría dañar el ligamento. Si esto ocurre, puede causar fugas en los tubos adyacentes. Muchas veces, los operadores sueldan los tapones cónicos a la placa de tubos con la intención de evitar fugas o expulsiones prematuras. Sin embargo, esa práctica no se recomienda, ya que la cantidad de calor producido al soldar el tapón puede deformar la placa de tubos y crear más fugas en los tubos circundantes.
2.ª Generación:
Anillo y Perno
Para ayudar a reducir el riesgo de agrietar la placa de tubos o partir el tubo, se desarrolló el tapón de anillo y perno, o tapón de dos piezas. Este tapón consiste en un casquillo (anillo) que se asienta dentro del tubo y un tapón cónico (perno) que se martilla a través del casquillo. Al agregar el anillo secundario al diseño original del perno cónico, aumenta el área de sellado del tapón. Eso distribuye la carga en una distancia mayor para ayudar a controlar la fuerza ejercida sobre el tubo y la placa de tubos. Como resultado, la tensión que se ejerce sobre la placa de tubos sería similar a la de laminar un tubo. Aunque este diseño de tapón es más seguro que el perno cónico, todavía existe el riesgo de que se desprenda del tubo, ya que depende de que el instalador lo martille correctamente
3.ª Generación:
Tapón Mecánico
Si bien los tapones de una y dos piezas son buenas soluciones para recipientes de baja presión, no son aptos para presiones mayores que 150 PSI. En la búsqueda de una manera de adaptarse a los requisitos de presión más altos, se desarrolló el tapón de tubos mecánico. Siguiendo el modelo del diseño anterior de anillo y perno, el tapón mecánico le sacó el “sombrero” al casquillo, lo giró y le agregó un perfil dentado en el exterior. El perno cónico se instalaba en sentido opuesto
con un lugar para taladrar y golpear en el extremo del tapón. Para instalar este tapón correctamente, se requerían herramientas adicionales. Los operadores insertaban el tapón y usaban algo llamado posicionador de tapones para mantenerlo en su lugar. A continuación, se insertaba una varilla roscada en el extremo del tapón y se tiraba hacia atrás con un pistón hidráulico. Eso hacía que el perno pasara a través del anillo, de modo de expandir el anillo hasta establecer el sello del tapón.
Si bien el tapón mecánico fue muy apreciado al momento de su invención, pronto se hizo evidente que tenía algunos problemas. Primero, era muy difícil instalarlo
correctamente. Las tolerancias de fabricación, los materiales y el conocimiento del operador pueden afectar la calidad del sello producido. Si no se lo instala
correctamente, el tapón puede desprenderse del tubo, lo que puede ocasionar problemas de seguridad. Eso se debe a que el tapón crea dos sellos; uno entre el anillo y el perno, y el otro entre el perno y el tubo. Si ambos sellos no están correctamente establecidos, entonces se producirán inconvenientes. Además, el diseño inicial del tapón mecánico tuvo problemas de excoriación entre el anillo y el perno. La excoriación es una forma de desgaste que se produce cuando dos superficies se deslizan entre sí sometidas a una gran cantidad de fuerza, lo cual elimina material de las dos piezas. Como resultado, las versiones posteriores del tapón tienen ranuras adicionales en el perno para ayudar a controlar la fuerza cuando se los instala dentro del tubo.
4.ª Generación:
Tapón Mecánico Torq N’ Seal
A pesar de las ventajas del tapón mecánico, había varias dificultades que era necesario resolver, lo que condujo a la versión más reciente del tapón: el tapón de tubo mecánico Torq N’ Seal. Este tapón consiste en una rueda excéntrica en el extremo del tapón con un ahusamiento interno, similar a un accesorio de bloqueo de abretubos roscado. En el interior hay un casquillo de expansión y un perno que se enrosca dentro de un tornillo autorroscante. Cuando el perno se gira a un par de torsión conocido, comprime el casquillo hacia el interior del cuerpo cónico del tapón, haciendo que se expanda y cree un sello en el tubo. Una de las ventajas de este diseño es que solo hay una superficie de sellado, en lugar de dos. Eso significa que la fuerza que se ejerce sobre el tubo y la placa de tubos es similar a la de laminar un tubo, lo cual evita que se desprenda y elimina el exceso de fuerza del martillado.
En comparación con el tapón mecánico anterior, los tapones Torq N’ Seal son mucho más fáciles de instalar y retirar. Como no requieren ningún equipo hidráulico, es sencillo para los operadores utilizarlos en diversos entornos de campo. Además, debido a que no utilizan ahusamiento inverso, no son susceptibles de desprenderse durante el funcionamiento u otros trabajos de mantenimiento.
En general, el tapón de tubo ha pasado por varios cambios a lo largo de los años. Desde el simple perno cónico hasta el más complejo tapón Torq N’ Seal, cada tapón fue diseñado con un objetivo común: lograr la máxima área de sellado de los tubos. Si bien algunos pueden ser mejores para eso que otros, todas las generaciones de tapones todavía son de uso habitual en la actualidad. Al comprender las características y el funcionamiento de cada tapón, es posible determinar cuál funcionaría mejor para el uso que le dará.
