Tránsito de Múltiples Cables Soldado vs Atornillado: ¿Cuál debería elegir?

He visto proyectos estancarse en la etapa del marco del tránsito de múltiples cables porque nadie eligió soldado o atornillado temprano. Nuestra línea de producción envía ambos, así que veo las consecuencias.

Elija un pasacables múltiple soldado cuando el marco sea permanente, se permita la soldadura y la estructura experimente alta vibración o necesite una conexión a tierra completa de 360 grados. Elija un pasacables múltiple atornillado para instalación de modernización, zonas con restricción de trabajos en caliente y cualquier proyecto donde las rutas de cables puedan cambiar más adelante.

Esa es la respuesta corta. La respuesta más larga depende de su sitio, su certificado y su presupuesto durante la vida útil del activo. A continuación, reviso cada uno de ellos en orden.

¿Cómo difieren los marcos MCT soldados y atornillados en el rendimiento de sellado y la fiabilidad a largo plazo?

El mes pasado, nuestro equipo de control de calidad probó a presión un marco atornillado y un marco soldado lado a lado a 0.4 MPa. Ambos resistieron. La diferencia apareció en otro lugar.

Los marcos MCT soldados y atornillados sellan los cables de la misma manera, a través de bloques de sellado modulares comprimidos y una unidad de compresión. La unión marco-estructura difiere: una costura soldada es continua y permanente, mientras que un marco atornillado depende de una junta y del par de apriete correcto de los pernos, lo que requiere una verificación periódica bajo vibración.

Aquí está la comparación que doy a los compradores antes de entrar en detalles.

El sello reside en los módulos, no en el marco

Un sistema MCT tiene tres partes: el marco, los bloques de goma y la unidad de compresión. El marco puede ser soldado, fundido o atornillado a la estructura. El sello en sí proviene de la unidad de cuña de compresión empujando los módulos contra los cables y entre sí. Nuestros módulos TSC y TSR utilizan núcleo escalonado, EPDM sin halógenos ¹, por lo que un tamaño de módulo cubre una gama de diámetros de cable. Esa parte del sistema no se preocupa de cómo se fija el marco. Un comprador me dijo una vez que le preocupaba que un marco atornillado "no pudiera ser estanco al gas". Esa objeción es justa, pero apunta a la interfaz equivocada. El sello de cable es idéntico. Lo que cambia es la unión del marco al acero.

Vibración y fluencia de los pernos

En salas de máquinas, salas de turbinas y algunos contenedores BESS, la vibración es constante. Una costura soldada no tiene nada que se afloje. Una brida atornillada tiene pernos que pueden fluir y una junta que puede relajarse. Ninguno es un fallo por sí mismo. Solo significa que un marco atornillado necesita una verificación de par en el plan de mantenimiento. Si su sitio no puede prometer eso, suéldelo.

Puesta a tierra y compatibilidad electromagnética

Los marcos soldados proporcionan contacto eléctrico de 360 grados con la estructura. Eso es importante para la compatibilidad electromagnética ² en salas de aparamenta y cerramientos de centros de datos. Un marco atornillado se conecta a tierra a través de los pernos y arandelas, lo que es un área de contacto más pequeña. Funciona, pero debe especificar la ruta de puesta a tierra en el dibujo.

¿Puedo adaptar o ampliar un sistema MCT atornillado sin cortar en las estructuras de acero existentes?

Un constructor de contenedores BESS en Alemania nos hizo esta misma pregunta el año pasado. Su primer lote de contenedores ya estaba soldado y el recuento de cables había aumentado.

Sí. Un marco MCT atornillado se monta a través de orificios perforados y una junta, para que pueda añadir, quitar o reubicar marcos sin cortar ni realizar trabajos en caliente. Los marcos existentes también se pueden ampliar intercambiando bloques de sellado modulares y placas de retención dentro del marco en lugar de tocar la estructura.

El punto clave es simple. Los tránsitos atornillados son la opción aceptada en áreas donde la soldadura está prohibida. Eso cubre trabajos de reacondicionamiento, plantas en funcionamiento y zonas con riesgo de incendio. Aquí está la secuencia que recomendamos para una instalación de reacondicionamiento.

Un proceso de reacondicionamiento de cinco pasos

1. Inspeccione el recorte existente o marque la nueva abertura. Confirme el espesor y el material de la pared o el mamparo.
2. Taladre el patrón de pernos para que coincida con la brida del marco. No se necesita soplete de corte ni soldador si la abertura ya existe.
3. Coloque la junta entre la brida y la superficie de montaje. Mantenga la superficie limpia y plana.
4. Apriete los pernos en un patrón cruzado al par especificado. Registre los valores.
5. Cargue los módulos, inserte las placas de retención y comprima con la unidad de compresión. Verifique el indicador de compresión.

El fabricante de contenedores que mencioné siguió esta ruta para su segundo lote. Mantuvieron los marcos soldados en el lote uno y usaron marcos atornillados en el lote dos. Ambos lotes usaron los mismos módulos.

Expandiendo un marco existente sin tocar acero

Muchos compradores no se dan cuenta de cuánta capacidad hay dentro de un marco que ya poseen. Las placas de retención y los marcos mantienen un volumen de módulo fijo, pero los módulos en sí son intercambiables. Debido a que nuestros módulos son dimensionalmente compatibles con los estándares comunes de marcos de 120, se insertan directamente en los recortes de marco existentes. Eso significa que puede sacar un bloque de repuesto sólido, insertar un módulo de núcleo escalonado y enrutar un nuevo cable. Sin soldadura, sin perforación, sin cambio de marco. Respaldamos esto con una tabla de referencia cruzada de modelos, modelo existente a modelo DEWIN, y muestras de validación gratuitas para que su paso de calificación sea corto.

Esa última fila importa más cada año. Los marcos atornillados apoyan el desmantelamiento no destructivo y la reutilización de componentes, lo que se alinea con los objetivos de economía circular contra los que varios de nuestros clientes europeos ahora informan.

¿Qué tipo de marco me proporciona una instalación más rápida y un menor costo total del proyecto en el sitio?

La compensación que más a menudo considero es la mano de obra en el sitio versus la mano de obra en nuestro taller. Donde ocurre la soldadura decide la mayor parte del costo, no el precio del marco.

Los marcos MCT atornillados se instalan más rápido en el sitio porque no necesitan soldador certificado, permiso de trabajo en caliente o END. Los marcos soldados cuestan más por adelantado, pero pueden reducir el costo del ciclo de vida al eliminar el reemplazo de juntas y el reapriete de pernos. El costo total depende de dónde se realice la fabricación y cuánto tiempo funcione el activo.

El marco en sí es una pequeña parte de la factura. La mano de obra, los permisos y la inspección son las partidas importantes. Los desgloso a continuación.

Soldado en taller, atornillado en sitio

La guía de acero estructural señala un punto que se mapea bien en los MCT. Las conexiones hechas en el taller a menudo son más económicas cuando se sueldan. Las conexiones hechas en el sitio a menudo son más eficientes cuando se atornillan, porque la soldadura en el sitio necesita más preparación y más pruebas. Por lo tanto, el enfoque híbrido es común. Si un fabricante de contenedores suelda marcos en paneles en su propia línea de producción, la soldadura es barata y controlada. Si un contratista EPC instala marcos en una planta en funcionamiento, el atornillado gana. Enviamos marcos de ambas maneras, y nuestros plazos de entrega no cambian con la elección.

La objeción del costo del ciclo de vida

Algunos ingenieros se oponen a los marcos atornillados con un argumento de ciclo de vida. Los marcos soldados a menudo muestran un costo de ciclo de vida más bajo porque no hay junta que reemplazar y no hay pernos que volver a apretar. Eso es cierto para un recipiente de treinta años o una subestación fija. Es menos cierto para un módulo de centro de datos que se reconfigura cada pocos años, donde el costo de cortar un marco soldado es mucho mayor que una verificación de par. Calcule los números sobre la vida útil real del activo, no la fase de construcción. Donde los números están cerca, la capacidad de cambiar cables más tarde generalmente lo inclina hacia el atornillado.

Dónde provienen realmente los ahorros

Para la mayoría de nuestros compradores OEM y EPC, la línea de costo más grande no es la soldadura versus el atornillado. Es el precio del módulo y del marco frente a la marca establecida. Nuestra segunda fuente de suministro "drop-in" se sitúa entre un 40 y un 60 por ciento por debajo de los precios típicos de los proveedores establecidos, manteniendo las mismas dimensiones del marco. Ese ahorro se aplica a ambos métodos de fijación.

¿La elección de un MCT soldado o atornillado afecta la certificación, la clasificación de resistencia al fuego o el cumplimiento IP68?

Una lección nos costó un retraso en el envío en 2019: un comprador asumió que nuestro informe de prueba de fuego A-60 cubría cualquier método de montaje. El inspector no estuvo de acuerdo.

Sí, indirectamente. La clasificación de resistencia al fuego, IP68 y el sello hermético a gases se prueban en el sistema completo de sellado de cables, incluyendo cómo se fija el marco. Un marco soldado pasa a formar parte del mamparo probado. Un marco atornillado debe coincidir con la junta probada, el patrón de pernos y el par de apriete para mantener la validez del certificado.

Los certificados se emiten para una configuración, no para un nombre de producto. Ese es todo el problema. Permítanme desglosar lo que cada clasificación realmente prueba.

Qué cubre cada clasificación

Clasificación de resistencia al fuego A60 y clase marina

En ingeniería marina y offshore, el inspector de clasificación ⁴ examina la instalación en comparación con el dibujo de aprobación de tipo. Nuestra fábrica está aprobada por BV y nuestros sistemas tienen clasificaciones de resistencia al fuego A-0 y A-60. Cuando un comprador suelda el marco, el marco se trata como parte de la división. La integridad estructural del mamparo se conserva porque la costura de soldadura cierra el recorte. Cuando un comprador atornilla el marco, el inspector verifica que el material de la junta, el tamaño del perno y el espaciado coincidan con lo que se probó. Si no coinciden, el certificado no se transfiere. Ese fue el error en 2019. El marco estaba bien. La junta no era del tipo probado.

IP68 y el sello hermético a los gases

IP68 se prueba por inmersión. Los módulos y la unidad de compresión manejan el lado del cable. Una costura soldada es una única unión continua. Un marco atornillado añade una unión de junta, por lo que la junta debe ser parte del sistema probado. Nuestra clasificación de estanqueidad al agua y a los gases de 0.01 a 0.4 MPa se logra con cualquiera de los métodos de fijación, pero solo dentro de la configuración documentada. Los documentos de prueba están disponibles bajo petición, y enviamos el dibujo que muestra el patrón de pernos probado con ellos.

Áreas peligrosas y trabajo en caliente

Donde la certificación ATEX rige la zona, la pregunta a menudo se responde sola. Los permisos de trabajo en caliente en un área de proceso activa son lentos de obtener y a veces se deniegan. Los marcos atornillados son la forma aceptada de instalar un pasacables en esas zonas. La certificación del pasacables no cambia. Lo que cambia es si se le permite encender un arco en absoluto.

Qué solicitar a cualquier proveedor

Solicite el certificado de aprobación de tipo ⁵, el informe de prueba y el dibujo de instalación para su método de fijación elegido. Solicite archivos CAD o STEP del marco para que su propia oficina de dibujo pueda verificar el patrón de pernos. Proporcionamos los tres como estándar, junto con la tabla de referencias cruzadas, porque nuestros compradores leen la hoja de especificaciones antes de responder a un correo electrónico.

Conclusión

Los marcos indecisos paralizan proyectos. Suelde cuando la estructura sea permanente y vibre; atornille cuando el trabajo en caliente esté restringido o los cables cambien. Pídanos tablas de referencias cruzadas y muestras.

Notas al pie

Organismo internacional autorizado para estándares relacionados con especificaciones de materiales y control de calidad de fabricación. ↩︎

Organización global responsable de estándares internacionales relativos a la compatibilidad electromagnética y sistemas eléctricos. ↩︎

Organismo técnico internacional que define las clasificaciones de protección de ingreso para envolventes de equipos eléctricos y mecánicos. ↩︎

Sociedad de clasificación líder que proporciona experiencia técnica y certificación para la seguridad marina y offshore. ↩︎

Agencia internacional principal para la seguridad marítima, que rige los estándares de protección contra incendios y aprobación de tipo de equipos. ↩︎