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GamGram 31: Tuberías, Roscas, y Tubos (Piping)

Este GamGram es resultado de una frustración. Al parecer es necesario que una persona trabaje con tubos (piping), tuberías y roscas por lo menos un periodo de 5 años, antes que la persona conozca y entendía sus características, y entonces, durante ese periodo de aprendizaje la mayoría de las veces se ordena conexiones y tuberías de tamaño incorrecto.

Cliente: “Ordené 10 válvulas de 3/8 de una pulgada, y usted me envió estas cosas grandes con roscas de tuberías que son de casi ¾ de una pulgada de diámetro”.

Repuesta: “Sí, los tubos de 3/8 de una pulgada tienen un diámetro externo de aproximadamente ¾ de pulgada, 75 pulgadas menos. Te enviamos lo que pediste.

Cliente: “Pero medí la tubería y tenía aproximadamente 3/8 de una pulgada de diámetro externo. ¿Cómo puede decirme que esta tubería de ¾ de pulgada es la que pedí?”

Repuesta: “Si nos hubiera dicho la medida de la tubería, le habríamos mandado válvulas de 1/8 de pulgada. Los tubos de 1/8 de pulgada tienen un diámetro externo de 0.03 pulgadas más grande que 3/8 de pulgada”.

Cliente: ¡Dios, ustedes están locos!

El cliente se sintió frustrado y se molestó, nosotros también. Veamos que sucede con los tamaños y medidas de las tuberías de tubos. No pretendemos pretendemos justificar las peculiaridades del sistema, solo trataremos d de explicarlo.

En sus inicios, las tuberías fueron hechas mediante el proceso de fundición. El diámetro interior, medía 3/8 de pulgada, 1, 3 pulgadas u otro tamaño deseado Durante los pasados 120 años, se perfeccionó la fabricación de tuberías con el método de la forja (tuberías forjadas), y se encontró innecesario usar las paredes tan gruesas como las que se requerían con la fundición para evitar problemas de las tuberías. Los materiales forjados como el acero y el latón soportan presiones mucho más grandes que las tuberías fundidas. Por supuesto, el grosor de la pared tenía se reducía para ahorrar metal y se abarata el costo; pero la pregunta que surge era si se debía reducir el diámetro externo (O.D.) o aumentar el diámetro interno (I.D.). Alguien decidió que el diámetro interno debería incrementarse, de esta manera, los tubos forjados se conectaban a las mismas conexiones hechas para tubos fundidos. Todo esto trajo la confusión de este mundo en relación a los tamaños de las tuberías.

La siguiente tabla muestra los tamaños de algunas tuberías de Cédula 40 .No aparecen las tolerancias de fabricación. Los números de cédula menores de 40, o mayores de 40, tienen todos el mismo OD; solo cambia el ID. La tubería hecha para alta presión tiene una pared más gruesa, y el número de cédula es mayor que 40, como 80, 120 o 160; la tubería de trabajo ligero tiene paredes más gruesas y menor como 20, 10 o 5.

Medidas
Tubería
(pulgadas)
Medidas
Rosca
(pulgadas)
O.D. I.D.
Pulgadas MM Pulgadas MM
1/8 27 0.405 10.3 0.269 6.8
1/4 18 0.540 13.7 0.364 9.3
3/8 18 0.675 17.2 0.493 12.5
1/2 14 0.840 21.3 0.622 15.8
3/4 14 1.050 26.7 0.824 20.9
1 11 1/2 1.315 33.4 1.049 26.6
1 1/4 11 1/2 1.660 42.2 1.380 35.1
1 1/2 11 1/2 1.900 48.3 1.610 40.9
2 11 1/2 2.375 60.3 2.067 52.5
2 1/2 8 2.875 73.0 2.469 62.7
3 8 3.500 88.9 3.068 77.9
3 1/2 8 4.000 101.6 3.548 90.1
4 8 4.500 114.3 4.026 102.3
5 8 5.563 141.3 5.047 128.2
6 8 6.625 168.3 6.065 154.1
8 8 8.625 219.1 7.981 202.7
10 8 10.750 273.1 10.020 254.5
12 8 12.750 323.9 11.938 303.2
14 8 14.000 335.6 13.234 336.0

La lección de todo es que es imposible encontrar una medida en una conexión en un tubo que le diga el tamaño real, hasta que usted alcance la dimensión de 14 pulgadas. El diámetro externo de un tubo de 14 pulgadas es realmente 14 pulgadas; el de 20 pulgadas es 20 pulgadas, etc.

Tubos (tubing)

Estos tubos (tubing), por ejemplo, para equipos de medición, es medida por su diámetro externo, no por su diámetro interno; la tubería de producción de 3/8 de una pulgada mide 3/8 de una pulgada en su diámetro externo, pero su diámetro interno es solamente alrededor de 0.3 pulgadas. Surge el problema con tubos (tubing) en aquellos países, donde se usa el sistema (SI) tamaños métricos; las conexiones norteamericanas de tubos son en fracciones de pulgadas no ajustarán. Por eso es que insistimos que nuestros clientes con el sistema SI tomen las medidas muy exactas; está es la garantía de que proveamos las conexiones de tuberías de producción en medidas métricas correctas.

Las Roscas de las Tuberías

La mayoría de las roscas de tuberías en los servicios de petróleo fuera de Norteamérica son rectas y no son ahusadas (cónicas). Una empaquetadura hace el sellado. Cuando un producto norteamericano llega a un país que usa ese tipo de rosca, el mecánico piensa que la conexión debe ser apretada hasta que no se puedan ver hilos de la rosca en la tubería. El resultado es usualmente que la conexión se raja debido a las tremendas fuerzas que se generan cuando las partes ahusadas son accionadas juntas. Lamentablemente, no hay un momento torsional (torque) determinado para su uso .En términos generales, de 4 a 7 vueltas hace que una unión roscada esté lo suficientemente apretada para evitar salidero si se usa un sellador de rosca (cinta de teflón). Nuestra experiencia nos dice que la mayoría de los fabricantes de conexiones en acero inoxidable no siguen los patrones que especifican que lo apretado de mano se alcanza en 4-5 vueltas. Usted es afortunado si puede tener dos revoluciones.

Cuando los accesorios de acero inoxidable se enroscan en tuberías de aluminio fundido usando cintas de teflón ‘se puede presentar un problema excepcionalmente grave Aunque el teflón proporciona algo de lubricación, no es consistente. Si un hilo de rosca es áspero, en un punto determinado el teflón se rompe y aumenta la fricción; el mecánico siente la resistencia y cree que la junta está apretada sin embargo habrá salidero. Hemos aprendido a lo largo de los años que agregar gel (vaselina) a la cinta después de puesta (antes de enroscar), hace “toda la diferencia del mundo”. Pero te avisamos: la friccion será muy baja puede resultar fácilmente en una conexión un poco más que el apretado a mano hará una conexión a prueba de fugas.

Roscas Tuberías Inglesa Británicas

Aunque las roscas de tubo cónicas británicas se usan en las industrias de países fuera de Norteamérica, la industria petrolera en todas las áreas fuera de Norteamérica parece haberse estandarizado en la rosca inglesa de tubo paralela o recta. Una empaquetadura es la que hace el sellando (estanqueidad). Nos referimos a la rosca conocida como BSPP-Roscas de tubo Británicas Paralelas Estándar. Nos critican por agregar la segunda P. y lo hacemos porque BSP significa “roscas inglesas” la última letra significa paralela (P) o roscas cónicas (T) (Taper).

Tubería
(pulgadas)
Rosca
(pulgadas)
OD
Pulgadas MM
1/8 28 0.383 9.7
1/4 19 0.518 13.2
3/8 19 0.656 16.7
1/2 14 0.825 21.0
3/4 14 1.041 26.4
1 11 1.309 33.3
1 1/4 11 1.650 41.9
1 1/2 11 1.882 47.8
2 11 2.347 59.6

Las roscas NPT se diferencian de las BSP en el ángulo del diente, es de 60 grados en lugar de 55, y las aristas son más pronunciadas. Otra diferencia es en el paso: las roscas NPT tienen 11,5 hilos por pulgada mientras que las BSP tienen 11 hilos por pulgada. Y que la rosca cónica es solo en el macho, no en ambas como la NPT.

Resumen

El método ileso para saber qué Ud. está haciendo al ordenar conexiones de tubos es medir con un calibrador o un micrómetro. Molesta embarcar partes a lugares lejanos y luego saber que el cliente ordenó las partes incorrectas.

GamGram 31: Tuberías, Roscas, y Tubos (Piping)2025-01-03T19:42:25+00:00

GamGram 31: Pipe, Pipe Threads, and Tubing

This issue of the GamGram is written out of total frustration. The problem is that it seems necessary for a person to work with tubing, pipe & pipe threads for at least 5 years before understanding them, and then he orders the wrong size fitting half the time.

Customer: “I ordered ten (10) 3/8 inch toggle valves, and you sent me these big things with threads that are almost 3/4 inch in diameter”.

Answer: “Well, 3/8 inch pipe has an OD that is about 3/4 inch — only 0.075 inches less, so we sent you what you ordered.”

Customer: “But I measured my pipe and it was about 3/8 inches OD. How can you say that your 3/4 inch is what I ordered.”

Answer: “If you had told us what your pipe measured, we would have sent you 1/8 inch valves. Pipe that 1/8 inch size has an OD just 0.03 inches greater than 3/8 inch.”

Customer: “You guys are nuts!”

The customer is frustrated, and so are we. So now we are going to tell you the “facts of life” about pipe sizes. We do not want to appear to justify the peculiarities of the system – all we will do is explain it.

Pipe was originally made by casting processes. The inside diameter measured 3/8 inch or 1 inch or 3 inch, whatever the size was supposed to be. Within the last 120 years, wrought pipe was perfected, but it was found unnecessary to use the heavy wall thicknesses that were required to avoid problems of cast pipe. Wrought materials such as steel and brass could withstand far greater pressures than cast pipe. Obviously, the wall thickness had to be reduced to save metal, but the question was whether the OD should be reduced or the ID increased. Someone decided that the ID should be increased. This way, the wrought pipe could be connected to the same fittings that had been made for cast pipe. This is how the world became confused about pipe sizes.

The following chart gives the sizes of standard schedule 40 pipe. Manufacturing tolerances are not shown. Schedule numbers that are less than 40 or greater than 40 all have the same OD; only the ID changes. Pipe that is made for high pressure has a thicker wall, and the schedule number is greater than 40, such as 80, 120 or 160. Light duty pipe has thicker walls and smaller schedule numbers, such as 20, 10, or 5.

Pipe Size (inch) Threads (inch) Outside Diameter Inside Diameter
Inch MM Inch MM
1/8 27 0.405 10.3 0.269 6.8
1/4 18 0.540 13.7 0.364 9.3
3/8 18 0.675 17.2 0.493 12.5
1/2 14 0.840 21.3 0.622 15.8
3/4 14 1.050 26.7 0.824 20.9
1 11 1/2 1.315 33.4 1.049 26.6
1 1/4 11 1/2 1.660 42.2 1.380 35.1
1 1/2 11 1/2 1.900 48.3 1.610 40.9
2 11 1/2 2.375 60.3 2.067 52.5
2 1/2 8 2.875 73.0 2.469 62.7
3 8 3.500 88.9 3.068 77.9
3 1/2 8 4.000 101.6 3.548 90.1
4 8 4.500 114.3 4.026 102.3
5 8 5.563 141.3 5.047 128.2
6 8 6.625 168.3 6.065 154.1
8 8 8.625 219.1 7.981 202.7
10 8 10.750 273.1 10.020 254.5
12 8 12.750 323.9 11.938 303.2
14 8 14.000 335.6 13.234 336.0

The lesson to learn is that it is impossible to find a dimension on a fitting or a pipe that tells you the actual size until you get up to 14 inch pipe. The OD of 14 inch pipe is really 14 inches; the OD of 20 inch pipe is 20 inches, etc.

So now if all of our good customers would please measure their pipe or pipe fittings, our problem will be solved forever — but we don’t really believe that. Why? Because then we develop confusion about tubing sizes.

Tubing

Tubing is measured by its OD not its ID; 3/8 inch tubing really measures 3/8 inch on its OD, but its ID is usually only about 0.3. Where we have a tubing problem is overseas where metric sizes are used; American fractional inch tubing fittings will not fit. That is why we have to insist that our overseas customers actually take very close measurements. This will insure that we provide the right metric sized tubing fitting.

Pipe Threads

Most pipe threads in petroleum service outside of North America are straight, not tapered. A gasket does the sealing. When an American product reaches an overseas destination, the mechanic thinks that the fitting should be tightened until no threads can be seen on the pipe. The result is usually that the fitting splits open because of the tremendous forces that are created when two tapered parts are driven together. Regrettably, there is no standard torque that should be used. Generally speaking, from 4 to 7 turns will produce a tight joint if a thread sealant, such as Teflon tape, is used. Our experience shows that most manufacturers of stainless steel fittings do not adhere to the standards which specify that hand tightness is reached in 4 – 5 turns. You are lucky to have 2 turns. The number of turns after hand tightening should be 2 or 3.

An exceptionally severe problem develops when stainless steel fittings are screwed into aluminum castings with Teflon tape as the sealant. Although the Teflon provides some lubrication, it is not consistent. If a thread is rough at one point, the Teflon tears away; the mechanic feels the resistance and thinks the joint is tight. It leaks. We have learned over the years that adding petroleum jelly (Vaseline) to the tape after it is applied, makes “all the difference in the world”. But we warn you, the very low friction can easily result in a split fitting. Little more than hand tight will make a leakproof connection.

British Pipe Threads

Although British tapered pipe threads are used in foreign industry, the petroleum industry in all areas out of North America, seem to have standardized on the British parallel or straight pipe thread. A gasket makes the seal. We refer to it as BSPP for British Standard Parallel Pipe threads, but we are criticized for adding the second P. The reason we insist on doing it is because BSP can mean either tapered or parallel threads.

Pipe Size (inch) Threads (inch) Outside Diameter
Inch MM
1/8 28 0.383 9.7
1/4 19 0.518 13.2
3/8 19 0.656 16.7
1/2 14 0.825 21.0
3/4 14 1.041 26.4
1 11 1.309 33.3
1 1/4 11 1.650 41.9
1 1/2 11 1.882 47.8
2 11 2.347 59.6

The dimensions of BSPP threads are remarkably close to NPT as the chart shows, but the thread form is 55° instead of 60° and the number of threads per inch is different. Nevertheless, some mechanics consistently make tight connections with Teflon tape when installing NPT male fittings into female BSPP threads if one material is soft, like aluminum.

Summary

The only safe way to know what you are doing when you order pipe fittings is to measure with a caliper or a micrometer. We surely do hate to ship parts half way around the world and then find the customer ordered the wrong size.

NOTE: Just to clarify, OD stands for Outside Diameter, and ID stands for Inside Diameter.

GamGram 31: Pipe, Pipe Threads, and Tubing2025-01-03T19:21:58+00:00

GamGram 30: Operación con los Filtros Separadores en Climas Fríos

Cuando un ingeniero con una base técnica pobre especifica un equipo lo llamamos “ingeniería básica.” Y es una descripción perfecta de la forma en que las personas especifican los calentadores para los filtros separadores de filtro. Llámelo intuición, conjeturas, “abracadabra pata de cabra” o pura charlatanería; porque no existe una base técnica aparente para la forma en que la mayoría de los sistemas de calentadores están diseñados para filtros separadores

Se sabe que los vendedores de filtros separadores hacen declaraciones tan necias como como “un calentador mantiene caliente el filtro separador”. Le recomendamos que aparte bien lejos a ese individuo porque simplemente no sabe lo que está hablando. Piense si su filtro separador opera a un caudal de 600 gpm y el combustible entrante es a 20 °F (-6,7 °C), la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura a 32 °F (0 °C) es de 24 000 BTU/min. Se requiere una entrada de calor de 421 KW pero incluso si ignora por completo la pérdida de calor es altísima de la superficie del recipiente en contacto con la atmósfera, puede ver fácilmente que el calentador típico para un sumidero es clasificado en 1 KW para nada lograra calentar esa carcasa; es como si quisiera derretir el acero con una cerilla!

Los filtros separadores al operar en climas fríos presentan dos problemas diferentes

  1. Que se congelen las facilidades para el drenaje (accesorios, válvulas, tubería) pues esto impediría drenarlo. (¿Cómo cambia los elementos filtrantes si no puedes evacuar el combustible de la carcasa?).
  2. Mantener el flujo de combustible a través de elementos sin que estos se bloqueen con el hielo.

El primer problema es el más común. El segundo problema se limita a las regiones donde la temperatura del combustible en los tanques de almacenamiento desciende muy por debajo del punto de congelación del agua.

Para mantener los accesorios de drenaje libre de hielo, un calentador de inmersión brinda una respuesta simple, pero toma un tiempo y un análisis cuidadoso para asegurar que el calor se ubicará precisamente ahí donde se necesita. La figura 1 es un ejemplo de miles de instalaciones mal diseñadas. La válvula de drenaje está ubicada para facilitarle al operador el realizar el drenaje, pero la ubicación del calentador no evitará que la válvula se congele. El diseño de la figura 2 es bueno porque la válvula de drenaje está ubicada lo más cerca posible del calentador y este está además directamente debajo de la conexión de drenaje. La recirculación de convención (transporte de energía térmica) a través del desagüe hacia el recipiente tiende a evitar la formación de hielo el cual podría formar un puente sobre la entrada de drenaje en el recipiente. Se ha demostrado que los calentadores de 300 a 750 vatios son adecuados.

Para ayudar al calentador colocado en la línea de drenaje, a menudo se usa un calentador en el sumidero. Sin embargo, muchos de ellos están instalados como en fig. 3. Por supuesto un calentador en tal ubicación en el recipiente no resulta, porque el calor no estará donde se necesite o sea en la entrada del desagüe. En la figura 4, el calentador se presenta de modo que pueda ayudar al drenaje calentando la línea y manteniendo un camino despejado para que el agua salga del recipiente. No hay forma de que se pueda calentar toda la placa de la plataforma, por lo que debe haber hielo en áreas ubicadas lejos de la entrada drenaje. Obviamente, la mayor parte del calor de un calentador de este tipo se elevará hacia arriba, alejándose del agua que se acumula, por lo tanto, es muy importante que el calentador esté ubicado lo más cerca posible de la superficie del sumidero, con suerte no más de ½ pulgada (12 mm) por encima.

Volvamos al primer problema sobre tratar con el hielo que se forma en el combustible antes de que el agua se haya asentado en el pocillo de drenaje. Los tanques de almacenamiento subterráneos casi nunca tienen temperaturas muy bajas, excepto en las regiones del Ártico; sin embargo, la temperatura del combustible contenido en los tanques de almacenamiento aéreos puede caer muy por debajo del punto de congelación del agua en muchas partes del mundo. A medida que la temperatura del combustible desciende por debajo del punto de congelación, el agua disuelta en el combustible se muestra como cristales de hielo, en forma de diminutas agujas microscópicas que no se asientan por ser demasiado pequeñas. Estos fragmentos o hebras de hielo bloquean irremediablemente los elementos coalescentes.

Lidiar con este problema es muy difícil y se dan pocas alternativas. Todas son muy caras, ninguna es simple:

  1. Utilice aditivos anticongelantes.
  2. Coloque las carcasas de filtración en el interior de una edificación con calefacción. Cuando los elementos se tapen con hielo, detenga el flujo y espere hasta que el hielo se derrita. Si tiene dinero extra, instale dos sistemas paralelos de filtros para que pueda alternar de uno a otro mientras uno de ellos se descongela.
  3. Caliente el tanque de almacenamiento de combustible para evitar que se forme hielo.

En caso de que desee conocer algunos otros métodos utilizados en los últimos 40 años, considere los siguientes

  1. Un fabricante de filtros separadores tenía una unidad especialmente diseñada para ser soterrada; solo la tapa estaría expuesta. ¡La tierra es un gran aislante!
  2. Se instalaron cientos de filtros separadores dentro de cajas de madera contrachapada que tenían espacio para calentadores eléctrico en el interior. Pero era necesario desmontar la caja para cambiar los elementos.
  3. Cientos de instalaciones se realizaron con el sumidero y la tubería de drenaje con aislamiento térmico (revestimiento). Pero el agua de lluvia siempre se filtraba en el aislamiento, lo que empeoraba mucho la tarea de calefacción; muchos vasos oxidados en el exterior casi hasta el punto tener de una falla estructural.

Sabemos de dos aeropuertos que se mantuvieron operando en un invierno muy fuerte, aun cuando se le bloqueaban los coalescedores con hielo porque los elementos se retiraban periódicamente y se descongelaban en un edificio con calefacción Así no interrumpieron el abastecimiento de combustible a las aeronaves usando de forma alternativa dos juegos de coalescedores. Como ve no hay soluciones de bajo costo para este problema.

En conclusión, concéntrese en mantener los sistemas de drenaje libres de hielo y luego espere y rece para que no tenga que lidiar con lotes húmedos de combustible.

GamGram 30: Operación con los Filtros Separadores en Climas Fríos2025-01-02T20:23:39+00:00

GamGram 30: Cold Weather Operation of Filter Separators

When an engineer specifies equipment that has little technical foundation, we often call it, “Seat of the pants engineering”. This is a perfect description of the way people specify heaters for filter separators. Call it intuition, guesswork, hocus-pocus or pure charlatanism; there really is no apparent technical basis for the way most heater systems are designed for filter separators.

Filter separator salesmen are known to make stupid statements, such as, “A heater keeps the filter separator warm.” We recommend that you throw the guy out, because he simply does not know what he is talking about. Consider the fact that if your filter separator operates at 600 gpm, and the incoming fuel is at 20°F (-6.7°C), the amount of heat required to raise the temperature to 32°F (0°C) is 24,000 BTU/min.. This requires a heat input of 421 KW. Even if you totally ignore the incredibly high heat loss from the vessel surface to the atmosphere, you can easily see that the typical sump heater rated at 1 KW achieves nothing toward heating the vessel. It is like trying to melt steel with a match!

There are really two separate problems in operating filter separators in cold weather:

  1. Preventing the vessel drain fitting from freezing. (How can you change elements if you are unable to drain it?)
  2. Maintaining fuel flow through elements that are blocked with ice.

The first problem is the most common one. The second problem is restricted to regions where fuel in storage tanks drops well below the freezing point of water.

To keep the drain fitting clear of ice, an immersion heater provides a simple answer, but it takes some careful thought to insure that the heat will be located where it is needed. Figure 1 is an example of thousands of poorly designed installations. The drain valve is located for operator convenience, but the heater will not prevent freezing at the valve. The design in Figure 2 is good because the drain valve is as close to the heater as possible, and the heater is directly under the drain connection. Convective recirculation up through the drain into the vessel tends to prevent ice formation that might bridge over the drain entrance in the vessel. Heaters rated 300 to 750 watts have been found suitable.

To assist the drain line heater, a sump heater is often used. However, many of them are installed as in Figure 3. Clearly, a heater at this location in the vessel is worthless, because heat will not be located where it is needed, at the drain entrance. In Figure 4, the heater is located so that it can assist the drain line heater in maintaining a clear path for water to leave the vessel. There is no way that the entire deck-plate can be heated, so it must be resolved that ice will exist in areas located away from the inlet of the drain. Obviously, most of the heat from such a heater will rise upward, away from the water that collects, so it is very important that the heater be located as close to the sump surface as possible — hopefully no more than ½ inch (12mm) above it.

We now return to the problem of dealing with ice that forms in fuel before the water has settled to the sump. Underground storage tanks almost never have very low temperatures, except possibly in arctic regions. The fuel in above-ground storage tanks can drop far below the freezing point in many parts of the world. As the temperature of fuel drops below the freezing point, water that was dissolved in the fuel appears as ice crystals in the form of microscopic needles that do not tend to settle, because they are too small. Coalescer elements become hopelessly blocked by these slivers of ice.

Dealing with this problem is extremely difficult and there are few alternatives. All are very expensive and none are simple:

  1. Use anti-icing additives.
  2. Install the filter equipment in a heated building. When the elements become plugged with ice, stop the flow and wait until the ice melts. If you have extra money, install two parallel filter systems so you can switch from one to the other to allow thawing.
  3. Heat the fuel storage tank to keep ice from forming.

In case you would like to know some other methods that have been used in the last 40 years, consider these:

  1. One filter separator manufacturer had a specially designed unit that you buried in the ground with only the cover exposed. Earth is a great insulator!
  2. Hundreds of filter separators were installed inside of plywood boxes having electrical space heaters inside. It was necessary to dismantle the box to change the elements.
  3. Hundreds of installations were made with the sump and drain piping thermally insulated (lagged). Rain water always leaked into the insulation making the heating task far worse; many vessels rusted on the outside nearly to the point of structural failure.

We know of two airports that were kept in operation in a recent winter, because the ice-blocked coalescer elements were periodically removed and thawed in a heated building. Fueling of aircraft was maintained by alternately using two sets of coalescers. There are no low-cost solutions to this problem.

In conclusion, concentrate on keeping drain systems clear of ice, and then hope and pray that you will not have to deal with wet batches of jet fuel.

GamGram 30: Cold Weather Operation of Filter Separators2025-01-02T20:18:32+00:00

GamGram 29: Prevención de Abastecimiento con el Combustible Equivocado

¿Sabías que hay cinco veces más accidentes de aviación causados por agua y suciedad en el combustible que por el combustible erróneo (misfuelling en inglés, bombear el combustible equivocado en un avión)? Escuchamos a un supuesto representante de un fabricante de aeronaves decir que la industria debe concentrarse en el problema del agua y la suciedad en lugar del problema del despacho del combustible equivocado. ¡Qué ignorante!

¿Nosotros hacemos todo para mantener el combustible limpio de agua y suciedad, sin embargo qué se ha hecho antes para evitar el suministro de combustible equivocado? no se ha hecho casi nada. Claro que si marcamos los carros tanques, los tanques de almacenamiento, los oleoductos y las estaciones de llenado, pero no siempre es asi.

Las aeronaves deben tener carteles que especifiquen el tipo combustible que debe usarse, pero no siempre lo tienen. Los equipos de carga por el fondo pueden ser acoplados fácilmente con selectores específicos de grado los cuales estan en el mercado por más 30 años, pero no siempre están instalados. En efecto, solamente una pequeña parte del aparato se equipa.

Todos los accidentes por falla del tipo de combustible tienen un común denominador: el error humano. Veamos estos casos:

  • Después de un espectáculo aéreo un piloto muy profesional y experimentado vio cómo su liviano bimotor era reaprovisionado con un carrotanque marcado “turbocombustible” (Jet Fuel). Afortunadamente, hizo un aterrizaje forzoso pero seguro.
  • Un técnico de línea muy joven y sin formación puso combustible para aviones en una cabina doble porque vio la palabra TURBO en el nombre del avión. Siete personas murieron.
  • Un empleado nuevo sin entrenamiento puso turbocombustible en un bimotor de cabina, porque vio la palabra TURBO en el nombre del aeroplano. Siete personas murieron.
  • Un distribuidor tenía la costumbre de guardar la cisterna abastecedora de turbocombustible sin marcar en un sitio, la cisterna abastecedora de Avgas en otro también sin marcaje ni señalización. Al día alguien cometió un error al estacionar la cisterna de turbocombustible. El accidente fue inevitable.
  • Un piloto corporativo llegó a uno de los aeropuertos más grandes del mundo y especificó deliberadamente que no quería combustible. De todos modos le suministraron turbocombustible en su cabina doble Avgas. El distribuidor detectó este error antes que el piloto saliera.

¿Lo vio?, siempre es un error humano. La Asociación General de Fabricantes de la Aviación promocionó una campaña resumida como lo describimos a continuación:

  1. Se elimina la palabra TURBO de los nombres de los aviones.
  2. Se diseñaron y distribuyeron calcomanías para el rotulado de las bocas de llenado.
  3. Se diseñaron bandas específicas para etiquetar todas las boquillas de reabastecimiento de combustible sobre las alas.
  4. Se ideó un sistema de entrada del tanque para evitar que un pico grande de llenado de la boquilla de turbocombustible pueda entrar en la abertura del tanque de Avgas la cual es más pequeña.

La cuarta acción es la más importante, porque supera el error humano. La investigación mostró que el 74 % de los aviones Avgas tienen aberturas de llenado de menos de 2,3″ de diámetro; por lo tanto, solo el 26 % de la flota de aeronaves tuvo que modificarse con aberturas reduciendo las bocas del tanque.

Toda la abertura para turbocombustible en el llenado sobre las alas y las boquillas se hicieron más grandes. A través de un diseño muy inteligente, Shaw Aero, el mayor fabricante de tapas y bocas de llenado, desarrolló un inserto para que redujera el tamaño de las bocas grandes. Estos equipos se ofrecen por los fabricantes de fuselajes, como Piper, Cessna, Beech, Mooney y Aero Commander. Los aviones nuevos de Avgas, fabricados después de1984 tienen una pequeña abertura para el llenado.

Los picos de todas las boquillas fabricados antes de 1984 tenían el tamaño adecuado para pasar por las aberturas de llenado más pequeñas. Sin embargo, para que el sistema de interferencia funcionara, cada boquilla superior que dispensaba turbocombustible tenía un pico nuevo que era lo suficientemente grande para que no entre en una abertura de Avgas. El problema es que algunos aviones a reacción tienen una abertura en forma de “D”; no son redondos. La solución fue un pico de forma ovalada; mide 2,6” en el punto más grande por lo que no entrará en una abertura de 2,3″, pero entra en la abertura con forma “D”.

Así que ahora puedes pensar que el problema del mal abastecimiento de combustible está resuelto. Desafortunadamente, no se resuelve debido a varios otros problemas:

  1. La FAA no ha desarrollado una política clara y consistente. Por ejemplo, los propietarios de aeronaves de las series Cessna 300 y 400 recibieron AD que exigían la instalación de kits de restricción, pero los propietarios de aeronaves bimotores Beechcraft solo recibieron boletines de servicio; el cumplimiento no es obligatorio. ¡El Piper AD solo se aplica a Navajo y Aerostars, no a Aztecs! ¡¡Muy confuso!!
  2. No hay ninguna ley que obligue a un distribuidor, FBO o compañía petrolera a instalar los nuevos picos ovalados en sus boquillas de combustible para aviones.
  3. Después de la intensa investigación que se llevó a cabo en el diseño del sistema, se descubrió que algunas aeronaves que usan turbocombustible tienen las aberturas de llenado demasiado pequeñas para el surtidor ovalado. Afortunadamente, algunos de estos se pueden modificar a un tamaño grande, pero otros continúan siendo un problema.
  4. El verdadero aspecto negativo es la gente que habla del sistema solo porque es diferente a todo aquello a lo que están acostumbrados. Por ejemplo:
    1. Algunos operadores de línea comentaron que el nuevo pico ovalado genera un exceso de salpicaduras en los Cessna Citations y Beech King Airs. Para investigar esto, se realizaron pruebas que demostraron que los picos redondos también causan el mismo problema de salpicaduras al mismo caudal. La dificultad radica en que el combustible no puede fluir rápidamente por la pendiente (diedro) del ala debido a los pequeños orificios en la estructura del ala.
    2. Algunas personas afirman rotundamente que la forma en el pico ovalado provoca un patrón de rociado que suele generar salpicaduras. Esto es completamente falso: observen estas fotografías del patrón de flujo de combustible.
    3. Algunas personas han afirmado que la tasa de flujo se reduce con el nuevo pico en comparación con el pico de 1½” de diámetro que este reemplaza. Sin embargo, pruebas realizadas por Cessna y OPW demuestran que esto simplemente no es cierto.
    4. Se publicó un artículo afirmando que el flujo en un pico redondo tiene régimen laminar, pero no asi en el pico ovalado. ¡Fantástico! Intente encontrar un ingeniero calificado que esté de acuerdo en que el flujo laminar puede existir a 9 pies por segundo después de un filtro de malla cónico. Esa es la velocidad en un pico redondo de 1½” a 50 galones por minuto. ¡Por favor! Eso es indiscutiblemente es un flujo turbulento, no “laminar.”

Los problemas relacionados con las “personas” son molestos y frustrantes, pero por suerte pueden resolverse con hechos reales. ¿Grandes problemas? Sí, hay algunos. El más grande es el avión Hawker Siddley 125. Hay 200 de estos aviones en los EE. UU. (a través de la serie 600) que tienen cuellos de llenado en los tanques que son aproximadamente 1/4” más pequeños para que el pico de forma ovalada pueda entrar. Obviamente, estos jets ejecutivos deben ser reabastecidos de alguna manera, pero los FBO se resistieron a instalar el nuevo pico “por si acaso” una aeronave del tipo HS125 aterrizaba en su aeropuerto.) Cuando desarrollaron un pico adaptador para los operadores de HS125Este problema fue resuelto por British Aerospace (el fabricante). La tripulación de la aeronave simplemente entrega este adaptador al operador de repostaje, quien lo coloca en su pico ovalado.

Pero ¿Qué se puede hacer con los helicópteros que se ha encontrado que tienen cuellos de llenado pequeños? Estos por ejemplo son el Wessex, Boelkows, Puma, Dauphin, Gazelle, Twin Star y las modificaciones de alcance extendido para el Hiller OV-12 y el Bell Jet Ranger. Con el pasar del tiempo, se espera que todos sean modificados con cuellos de llenado más grandes. Hay un adaptador disponible de Fjord Aviation Fueling Products. Claramente, esto no es una solución al problema de los errores de suministro de combustible, porque alguien podría usar el adaptador y poner combustible para aviones a reacción en un avión de AVGAS. Sin embargo, el adaptador fue diseñado intencionadamente para resultar incómodo, con el fin de alentar a los operadores a retirarlo, a menos que este sea absolutamente necesario para repostar uno de los helicópteros mencionado.

¡El final de la historia es la responsabilidad y el compromiso!

Independientemente de las molestias e ineficiencias que puedan atribuirse al pico de forma ovalado, ¿crees que un FBO podría ganar una demanda por error en el suministro del tipo combustible solo porque no se instaló el nuevo pico? La razón de que “no encajara en 200 jets ejecutivos y helicópteros”, que representan tal vez el 1 por ciento de la flota de jets en EE. UU., no significaría nada para un jurado.

¡Pero no todo está perdido! Piénsalo de esta manera. Cualquier boquilla para suministro combustible de aviones a reacción equipada con el pico ovalado no será capaz de suministrar combustible para aviación a reacción en el 74% de la flota de aeronaves de AVGAS. ¡Eso es un verdadero logro!

Como conclusión, creemos que los nuevos picos de forma ovalada deben usarse sin importar las molestias que puedan causar. Las personas que repostan aeronaves cometen errores, como todas las demás personas en este mundo. Ningún FBO puede permitirse no instalar los nuevos picos y ningún propietario de una aeronave con una abertura grande de llenado puede permitirse no instalar los limitadores.

GamGram 29: Prevención de Abastecimiento con el Combustible Equivocado2025-01-07T14:05:22+00:00

GamGram 29: Preventing Misfueling

Did you know that there are 5 times more aviation accidents caused by water and dirt in the fuel than from misfueling (pumping the wrong fuel into an airplane)? We heard a supposedly responsible representative of an aircraft manufacturer say that this means the industry should concentrate on the water and dirt problem instead of the misfueling problem. What a monkey!

We already do many things to keep fuel clean and dry but what has been done in the past to prevent misfueling? The answer is almost nothing. Oh yes, we do label trucks, tanks, pipes and fill stands, but not always. The aircraft are supposed to have placards stating what fuel to use, but they do not always. Bottom loading equipment can easily be keyed with product selectors that have been on the market for 30 years but they are not always installed. In fact, only a small fraction of the apparatus is so equipped.

Misfueling accidents all have one thing in common — human error.

After an air show, an experienced and highly professional pilot watched his light twin being refueled with a truck marked “jet fuel”. Fortunately, he crash-landed safely.

A very young, untrained line serviceman put jet fuel in a cabin twin because he saw the word TURBO in the name of the airplane. Seven people were killed.

A dealer had a practice of keeping the unmarked jet fuel truck in one location and the unmarked avgas truck in another. Guess what happened. Someone made a mistake in parking the jet truck. The accident was inevitable.

A corporate pilot arrived at one of the world’s largest airports and deliberately specified that he did not want fuel. He got it anyhow, jet fuel in his avgas cabin twin. The dealer caught this error before the pilot departed.

So you see, it is always human error. Fortunately, someone decides to do something positive about this crazy situation. The General Aviation Manufacturers Association promoted a campaign which is summarized below:

  1. The word TURBO has been eliminated from airplane names.
  2. Decals were designed and distributed for labeling filler caps.
  3. Bands were designed for labeling all overwing refueling nozzles.
  4. A keying system was devised to prevent a large jet fuel nozzle filler spout from entering a smaller avgas filler opening.

The fourth action is the one that is the most important, because it overcomes human error. Research showed that 74% of avgas aircraft have filler openings that are less than 2.3” in diameter. Therefore, only 26% of the aircraft fleet needed to be modified with smaller openings if all jet fuel spouts on overwing nozzles were made larger. Through some very clever design, Shaw Aero, the largest manufacturer of caps and filler openings, developed an insert to reduce the size of large openings. These kits are offered by the airframe manufacturers, such as Piper, Cessna, Beech, Mooney and Aero Commander. All new avgas aircraft manufactured after early 1984 have a small filler opening.

The spouts on all overwing nozzles prior to 1984 were sized to fit through the smallest filler openings. However, to make the interference system work, every overwing nozzle that dispensed jet fuel had to have a new spout that is large enough so it would not enter an avgas opening. The problem was that some jet fueled aircraft have a “D” shaped opening; they are not round. The solution was a spout that is oval shaped. It measures 2.6” at the largest point so it will not enter a 2.3” opening, but it will enter the “D” shaped opening.

So now you may think that the problem of misfueling is solved. Unfortunately, it is not solved because of several other problems:

  1. The FAA has not developed a clear, consistent policy. For example, owners of Cessna 300 and 400 series aircraft received AD’s that mandated installation of restrictor kits but owners of Beechcraft twin engined aircraft only received Service Bulletins; compliance is not mandatory. The Piper AD only applies to Navajo and Aerostars, not to Aztecs! Very Confusing!!
  2. There is no law that forces a dealer, FBO or oil company to install the new oval spouts on their jet fuel nozzles.
  3. After all of the heavy research that went into the design of the system, some aircraft that use jet fuel have been found to have filler openings that are too small for the oval spout. Fortunately, some of these can be modified to the large size but others remain a problem. More about these cases will be found later in this article.
  4. The real “zinger” in the program is people who “bad-mouth” the idea, just because it is different from what they are accustomed to. For Example:
    1. Some line personnel said that the new oval spout causes excessive splash-back in the Cessna Citations and Beech King Airs. To investigate this, tests were run that showed that round spouts also will cause the same splash-back problem at the same flow rate. The difficulty is that the fuel cannot flow down the slope (dihedral) of the wing rapidly because of the small holes in the wing structure.
    2. Some people say absolutely that the shape of the oval spout causes a spray pattern that results in splash-back. This is pure “bunk” – look at these photographs of the fuel flow pattern.
    3. Some people have stated that the flow rate is reduced by the new spout, as compared to the 1½” diameter spout it replaces. Tests by Cessna and OPW prove this is simply not true.
    4. An article was printed stating that the flow in a round spout is laminar but not in the oval spout. Fantastic!! Try to find a qualified engineer who will agree that laminar flow can exist at 9 feet per second downstream of a cone strainer. That is the velocity in a 1½” round spout at 50 gpm. Man! — That is turbulent flow, not “laminar”.

“People” problems are an aggravation but hopefully they can be solved by real facts. Big problems? Yes, there are a few. The biggest one is the Hawker Siddley 125. There are 200 of these aircraft in the U.S.A. (through the 600 Series) that have filler necks that are about 1/4” too small for the oval shaped spout to enter. Obviously, these executive jets must be refueled somehow but FBO’s resisted installing the new spout “just in case” a HS125 landed at their airport. This problem was solved by British Aerospace (the manufacturer) when they developed an adapter spout for HS125 operators. The crew simply hands this adapter to the refueler who slips it on to his oval spout.

But what is to be done about the helicopters that have been found to have small filler necks? These are the Wessex, Boelkows, Puma, Dauphin, Gazelle, Twin Star and the extended range mods for the Hiller OV-12 and the Bell Jet Ranger. Eventually, it is hoped they will all be modified with large filler necks. There is an adapter available from Fjord Aviation Fueling Products. Clearly, this is not a solution to the misfueling problem because someone could use the adapter and put jet fuel in an avgas airplane. However, the adapter was purposely planned to be awkward, to encourage operators to remove it unless it is absolutely needed to refuel one of the listed aircraft.

The end of the story is liability!!!

Regardless of aggravations and inefficiencies that can be blamed on the oval spout, do you think that a misfueling law suit can be won by an FBO because the new spout was not installed? The reason “it would not fit in 200 executive jets and helicopters” that represent possibly 1 percent of the jet fleet in the USA would mean nothing to a jury.

All is not lost! Think of it this way. Any jet fuel nozzle that is equipped with the oval spout will not be capable of putting jet fuel in 74% of the avgas aircraft fleet. That is a real accomplishment!

In conclusion, we feel that the new spouts simply must be used regardless of aggravations they create. People who refuel aircraft do make mistakes, like all other people in this world. No FBO can afford not to install the new spouts and no owner of an aircraft with a large filler opening can afford not to have the restrictors installed.

GamGram 29: Preventing Misfueling2025-01-02T19:55:47+00:00

GamGram 28: Índice de Separación de Agua (WSIM), Microseparometro (MSEP), y SWIFT KIT

Este es un documento revisado a partir del GamGram No. 28. Se hizo esencial reescribirlo porque se han dado muchos cambios durante los 12 años desde que se publicó la edición original.

El problema básico ha sido que la industria cada día requiere la información más precisa, mejores ensayos con reproducibilidad y datos relacionados con los filtros separadores que se utilizan en la aviación Esto ha resultado en el desarrollo de mejores procedimientos para la prueba y de los aparatos más refinados en su diseño y efectividad. El título original era “Cómo medir el WSIM”.


La mayoría de los sistemas de suministro de combustible para aviones incluyen un insustituible equipamiento conocido como filtro separador. (Los filtros monitores son también se utilizan, pero no son objeto de este GamGram). Desafortunadamente, muy pocas personas conocen las condiciones que deben existir para que el filtro separador realice correctamente su trabajo de eliminar de agua. Si tuviéramos tiempo para esperar que toda el agua contenida en el combustible reposándolo se asiente en el fondo y la drenáramos para extraerla sería un trabajo simple. esto la mayoría de los operadores lo hacen regularmente. Pero el combustible con agua, al pasar por una bomba centrífuga, se convierte en una emulsión figurada en millones de gotas diminutas que, por su tamaño, demoran un largo tiempo para depositarse en el fondo del tanque.

Con esta emulsión es con la que deben lidiar los elementos coalescentes en el filtro separador pues ellos juntan las pequeñas gotas de agua y las fusionan (coalescente) para que se conviertan en gotas grandes y que debido a su mayor peso puedan asentarse rápidamente en el fondo de la carcasa y ser drenada.

El mayor enemigo de un elemento coalescente son los agentes de superficie activo o tensioactivos (“surfactante”) que entorpecen el aglutinamiento de las góticas de agua manteniéndolas dispersas. Los surfactantes son moléculas químicas que afectan e influyen sobre la tensión de una superficie. A estos les gusta la superficie en particular de la gota de agua contenida en el combustible. La razón es porque tienen “cabezas hidrofílicas” que les gusta el agua pero sus colas son hidrofóbicas, es decir, que la repelen y les gusta el combustible. Entonces, si el combustible contiene tensoactivos y agua, las cabezas de esas moléculas “se acercan” a la superficie de la gota de agua al igual que las abejas van por la miel, y las colas se orientan para permanecer en el combustible de tal manera que al final toda la gota de agua este rodeada por una película del surfactante que la aísla y evita que dos gotas de agua se unan porque no pueden entrar en contacto entre sí.

Desde los primeros días del manejo de combustible para aviones, se hizo evidente que era necesaria una prueba para evaluar un lote del combustible y averiguar si estaba contaminado con surfactantes hasta el punto de poner en peligro el rendimiento del elemento coalescedor. Se desarrolló la prueba del índice del separómetro de agua (WSI) y después de la modificación se convirtió en la prueba WSIM (pronunciado “wiz-um”). Una lectura de 100 fue excelente, lo que significa que los coalescedores funcionarían muy bien. Si la lectura era tan baja como 70, se considera que la coalescencia es muy pobre y cero si está extremadamente contaminado.

El instrumento más moderno que mide la contaminación por surfactantes del combustible se denomina ® Microseparómetro. Es una versión muy refinada del equipo original. La lectura sigue siendo 100 para el mejor combustible, pero en lugar de referirse a él como la clasificación WSIM, se llama MSEP (pronunciado Em-sep).

Tanto el equipo WSIM como el MSEP se basan en la misma idea; una emulsión de agua y combustible donde una muestra de la misma se fuerza a través de una almohadilla conformada por un medio coalescente como lo es la fibra de vidrio. Un dispositivo óptico mide la neblina en el efluente; cuanta menos neblina se detecte, mayor será la calificación y viceversa. La precisión (repetibilidad) nunca ha sido muy buena para ninguna de las dos pruebas; MSEP ha demostrado ser superior a WSIM. Otro gran problema ha sido que la prueba sobrerreacción al Stadis 450, aditivo que mejora la conductividad del combustible es decir, un combustible con un MSEP bajo puede funcionar bastante bien en una prueba real de rendimiento de coalescencia. La considerable presión de los usuarios ha influido en un gran esfuerzo para superar estos problemas.

Posiblemente la variable más importante que se ha investigado ha sido reemplazar la fibra de vidrio con la misma media coalescente que se utiliza en la fabricación de los modernos elementos coalescedores que han pasado las pruebas especificadas en API 1581, 3ra. Edición. El nuevo material parece papel grueso; contiene muchísimas fibras de vidrio finas. La fibra de vidrio para aislamiento es un material tan inconsistente que los fabricantes de coalescedores se vieron forzados hace varios años a encontrar una media mejor. El dispositivo que sostiene a las almohadillas de fibra de vidrio en la versión actual del Microseparómetro es una cápsula de aluminio llamada Alumicel. Todo lo que estamos diciendo es que en el futuro se espera que las nuevas cápsulas Alumicel contengan material coalescente parecido al papel en vez de fibra de vidrio. Mientras tanto, se considerarán válidas las cápsulas de Alumicel disponibles. Por junio de 1996, resultados alentadores de pruebas demostraron que el instrumento por sí mismo no tiene que ser revisado. Esta es una muy buena noticia para los propietarios del modelo conocido como Mark V Deluxe.

Este GamGram sobre de las pruebas que intentan determinar el efecto de los tensioactivos en el combustible para aviones no estaría completa sin un comentario sobre la propiedad técnica involucrada: La “tensión interfacial”, y en nuestro negocio significa “fortaleza de la interfase entre el combustible y el agua”. Si la película de moléculas en la interfaz es fuerte, existirán grandes gotas de agua. A medida que la fuerza de la película interfacial (agua/combustible) disminuye, la más pequeña serán las gotas de agua hasta que la mezcla de agua y combustible se convierta en una emulsión.

La medición de la fuerza de la interfaz se realiza en el laboratorio con la ayuda de un delicado instrumento llamado “tensiómetro” que no es un instrumento de campo, pero recientemente y para nuestra conveniencia ha llegado al mercado un kit que realiza esta medición en el campo. Se llama “SWIFT KIT” y lo comercializa Velcon Filters, Inc. Este kit resulta particularmente útil para comprobar el rendimiento de las carcasas de tratamiento de arcilla utilizada en nuestra industria para capturar y eliminar los tensioactivos, los cuales hacen que disminuya la tensión interfacial; la arcilla adsorbe las moléculas de surfactante como se describe en GamGram No. 14. Por lo tanto, al verificar la tensión interfacial (IFT) antes y después de que el combustible pase por la arcilla, el operador evalúa con rapidez el rendimiento de la arcilla. Esto también puede medirse con un Microseparómetro, pero es una prueba más costosa y que requiere más tiempo.

Conclusión: el Microseparómetro demuestra ser el instrumento más confiable para evaluar la capacidad de una muestra de combustible que elimine el agua mediante un filtro separador. Actualmente está en marcha un programa para mejorar la repetibilidad, y seguiremos revisando este GamGram para reflejar los resultados de esa investigación cuando se haya completado.

GamGram 28: Índice de Separación de Agua (WSIM), Microseparometro (MSEP), y SWIFT KIT2025-01-06T19:46:46+00:00

GamGram 28: WSIM, MSEP, and SWIFT Kit

This is a totally revised issue of GamGram No. 28. Rewriting it became essential because during the 12 years since the original issue was published many changes have occurred.

The basic problem has been that the industry requires more exacting information, better test reproducibility and data that relate more closely to the filter separators that are being used in aviation today. This has resulted in the development of better test procedures and refined testing apparatus. The original title was “How to Measure WSIM.”


Most jet fuel supply systems include a piece of equipment known as a filter separator. Monitor filters are also used but they are not the subject of this GamGram. Unfortunately, very few people know the conditions that must exist for the filter separator to do its water removal job properly. If the water could always be expected to lie in the bottom of a tank with the fuel on top, it would be a simple job to drain it away, and most operators do that regularly. But fuel with water in it that goes through a centrifugal pump becomes an emulsion of literally millions of tiny water drops that do not settle to the bottom of the tank for long periods of time. It is this emulsion that the coalescer elements in the filter separator must deal with. They must gather the tiny water drops together so that they will become large drops (coalesce) that can rapidly settle to the bottom and be drained away.

The enemy of a coalescer element is “surfactant” or surface active agents that prevent water drops from gathering together into large drops. They are chemical molecules that seek and influence a surface. The particular surface they “like” is the surface of a water drop in the fuel. The reason they like a water surface is because they have 2 “heads”. One head likes fuel; the other head likes water. So, if the fuel contains surfactants and if water is present, those 2- headed molecules “zoom” to the surface of the water drop just like bees go for honey. The fuel “heads” orient themselves to stay in the fuel and the water heads are captured by the water. Ultimately, the entire water drop is surrounded by a surfactant film making it impossible for 2 water drops to coalesce together because they cannot come into contact.

In the early days of jet fuel handling, it became obvious that a test was necessary to find out if a batch of fuel was contaminated with surfactants to an extent that coalescer performance would be jeopardized. The Water Separometer Index (WSI) test was developed and after modification it became the WSIM test (pronounced “wiz-um”). A reading of 100 was excellent, meaning that coalescers would perform very well. If the reading was as low as 70 the fuel was considered very poor. Extremely contaminated fuel could be “zero”.

The modern instrument that measures the surfactant contamination of the fuel is currently called the Micro-Separometer®. It is a highly refined version of the original equipment. The reading is still 100 for the best fuel but instead of referring to it as the WSIM rating, it is called MSEP (pronounced Em-sep).

Both the WSIM and the MSEP equipment are based on the same idea; an emulsion of water and the fuel sample is forced through a pad of fiberglass coalescing media. An optical device measures the haze in the effluent. The less haze detected, the higher the rating and vice versa. While precision (repeatability) has never been very good for either test, MSEP has proven to be superior to WSIM. Another big problem has been that the test over-reacts to Stadis 450, the additive that improves fuel conductivity. In other words, a low MSEP fuel may perform quite adequately in a real coalescing performance test. Considerable pressure from users has influenced great effort to overcome these problems.

Possibly the most important variable that has been investigated has been the replacement of fiberglass with the same coalescing media that is used in manufacturing modern coalescer elements that have passed the tests that are specified in API 1581, Revision 3. The new material looks somewhat like heavy paper; it contains very, very fine glass fibers. Fiberglass insulation is such an inconsistent material that coalescer manufacturers were forced to find better media several years ago. The device that holds the fiberglass pads in the current version of the Micro Separometer is an aluminum capsule called the Alumicel®. So what we are saying is that in the future new Alumicels are expected to contain a paper-like coalescing material instead of fiberglass. Meanwhile, the currently available Alumicels must be considered valid. As of June 1996, encouraging test results show that the instrument itself will probably not have to be revised. This is very good news for owners of the model known as Mark V Deluxe.

This review of tests that attempt to determine the effect of surfactants on jet fuel would not be complete without a comment on the technical property that is involved. That property is “interfacial tension”, and in our business it means “strength of the interface between the fuel and water.” If the film of molecules at the interface is strong, large water drops can exist. As the interfacial film decreases in strength, the smaller the water drops will be until the mixture of water and fuel becomes an emulsion. The measurement of interface strength is performed in the laboratory by a delicate instrument called a “tensiometer”. It is definitely not a field instrument but a kit has recently entered the market that performs this measurement in the field. It is called “SWIFT KIT” and is marketed by Velcon Filters, Inc. This kit is particularly useful in checking the performance of clay treaters that are used in our industry to capture and remove surfactants that cause the interfacial tension to decrease; clay adsorbs the surfactant molecules as described in GamGram No. 14. Therefore, by checking the interfacial tension (IFT) before and after the fuel has passed through the clay, the operator can quickly assess the performance of the clay. This can also be determined with a Micro-Separometer but that is a more time consuming and expensive test.

In conclusion, the Micro-Separometer has proven to be the most reliable instrument for evaluating the ability of a fuel sample to have its water removed by a filter separator. A program is currently underway to improve repeatability, and we will further revise this GamGram to reflect the results of that investigation when it has been completed.

GamGram 28: WSIM, MSEP, and SWIFT Kit2025-01-02T14:42:07+00:00

GamGram 27: Carcasas Secadores del Sal

Hace cien años, se compraban medicamentos patentados cuyos vendedores decían curaban todo, desde un dolor de pies hasta la ceguera. Las personas se desesperaban por encontrar una cura. Cada vez con mayor frecuencia ante un problema en el combustible para la aviación, escuchamos reclamos desesperados: “Tal vez deberíamos considerar una Torre de sal” (como suelen nombrarlo en el argot popular). De alguna manera, se ha desarrollado (principalmente en EE. UU.) la idea de que la sal, puede hacerlo todo, incluso, eliminar la suciedad, el agua, los tensioactivos y los microorganismos.

Entonces sería útil abordar este tema, e identificar con exactitud lo que este equipo puede hacer. Ante todo lo primero que debemos aclarar es respecto al nombre no es una “Torre de sal” su nombre correcto es Secador de sal, (suelen ser grandes y altos, como una torre). Este equipo “seca” y lo hace disolviendo sal en el agua contenida en el combustible para hacer la salmuera. Todos sabemos que la salmuera es más pesada que el agua ordinaria: y se sedimenta más rápido que ella. Todo lo que se necesita es poner sal de roca en un recipiente y bombear combustible a través de ella es un proceso que ha sido utilizado por las refinerías durante décadas.

La sal en sí misma no elimina la suciedad ni los tensioactivos y microorganismos. Sin embargo, un sistema sin agua no desarrolla microrganismos. Lo interesante es que no solo elimina mucho más que el agua libre contenida en el combustible sino que también elimina el agua disuelta en el mismo. Esta capacidad es la que hace que el proceso sea atractivo para muchas personas.

Suponga que tiene una situación en la que el combustible para aviones se transporta por barco, barcaza o tubería. El agua siempre estará presente en este tipo de transporte pero además, si ese combustible también contiene tensioactivos y tiene una calificación MSEP baja (anteriormente llamada WSIM), el procedimiento convencional para eliminarlos es tratar el combustible con la arcilla, pero, el exceso de agua degrada la arcilla por lo que se acorta su vida útil. Sabemos que los tensioactivos no son grandes problemas ya que se queman en un motor de turbina pero si no los eliminamos, los filtros separadores se desarman y no sacan agua (es un problema para la aeronave). Entonces es como dar vueltas en círculo: no se resuelve el problema.

Aquellas personas promotoras de las carcasas secadores de sal utilizan el siguiente razonamiento:

  • Secan el combustible muy por debajo de la saturación en los tanques de almacenamiento del aeropuerto.
  • Evite que el combustible en el proceso posterior tenga contacto con el agua, pero en caso de que algo de agua se contamine el sistema, porque al estar tan seco el combustible el agua se disuelve en él.
  • No se preocupe si se desarman los elementos coalescentes con la presencia de surfactantes en el tramo operacional, desde los tanques de almacenamiento hasta las aeronaves, porque no habrá agua que eliminar.

El temor en la mente de muchas personas es que haya un remanente de salmuera que termine en influir en una corrosión catastrófica de las aeronaves. Algunos aviones sufrieron severa corrosión por sal hace varios años, mas no está claro si fue un remanente del secador de sal o simplemente contaminación del agua de mar. El diseño inteligente de los secadores, un mantenimiento cuidadoso y la operación en forma continua seguramente podrían ofrecer una completa seguridad. La práctica de mantenimiento correctivo “tomar acción solo si algo sale mal”, utilizada en algunos aeropuertos hoy en día, es absolutamente imposible con un secador de sal; lo que se debe hacer es el mantenimiento preventivo y predictivo ya que es proceso químico y debe ser operado como tal en todo momento.

¿Has decidido que necesita un secador de sal? ¿Te has convencido de que en el diseño de tu sistema los ingenieros “pensaron en todo” para evitar el arrastre de sal? ¿También has decidido que tus habilidades de gestión y dirección de operaciones garantiza que el equipo siempre opere “según el librito” (reglas)?

Si su respuesta es “sí” a las tres preguntas anteriores, tal vez debe examinar la premisa básica: ¿ha logrado un combustible extremadamente seco tendrá suficiente margen de reabsorción de agua en su combustible como para no preocuparse en caso de que la presencia de surfactantes desarme los filtros separadores corriente abajo? ¿Cuánta capacidad de redisolución tiene?

El combustible para aviones puede contener aproximadamente 70 ppm de agua disuelta a temperaturas promedio. Si lo deshidrata hasta un índice de 20 ppm, puede afrontar un contacto con agua en una 50 ppm y no encontrará agua libre en sus instalaciones hasta tanto esa porción no sea rebasada. Ejemplo: tome un galón estadounidense de 5000 lote de combustible para aviones y calcule la cantidad de agua de la que estamos hablando:

(5000 gal. x 50) ÷ 1,000,000 = 0.25 gal.

Esto significa que un litro de agua es su factor de seguridad. En otras palabras, si accidentalmente entra agua en un lote de 5000 galones de combustible, un cuarto se disolverá y el resto será agua libre que los filtros separadores deben remover del combustible para así proteger la aeronave ¿Cree que este factor de seguridad es lo suficientemente conveniente? no creemos que lo sea porque nuestra la experiencia demuestra los incidentes que han ocurrido son provocados por las grandes cantidades de agua. Nunca hemos oído hablar de un incidente real en un avión a reacción comercial causado por un litro de agua encontrado en 5000 galones de combustible. Un “incidente” suele ser debido a 20, 60 o 130 galones.

¿Pueden todos los aeropuertos utilizar secadores de sal? ¡Absolutamente no! El costo de este tratamiento es prohibitivo para los pequeños, e incluso, para los medianos aeropuertos No es solo el costo de la inversión, sino también es el costo de preparar y mantener al personal calificado para monitorear el equipo.

Conclusión: creemos que los secadores de sal pueden cumplir el propósito muy útil de proteger las carcasas de arcilla y servir para eliminar toda el agua antes realizar el tratamiento que elimina los tensioactivos. La vida efectiva de la arcilla se puede extender mucho cuando no hay agua presente. Entonces no estamos de acuerdo en que los tensioactivos deban permanecer en el combustible. El filtro separador debe estar siempre en perfecto estado para tener toda la capacidad de eliminar agua en caso de emergencia. Los coalescedores contaminados con surfactantes no protegen a las aeronaves del agua.

GamGram 27: Carcasas Secadores del Sal2025-01-02T14:34:00+00:00

GamGram 27: Salt Driers

 

A hundred years ago, you could buy patent medicines that were claimed by the salesmen to cure everything from sore feet to blindness. People bought them in desperation for a cure. With ever increasing frequency when a jet fuel problem occurs, we are hearing people exclaim desperately, “Maybe we should consider a salt tower.” Somehow, there has developed (mostly in the USA) an idea that salt will do everything, including removing dirt, water, surfactants and micro-organisms.

We thought it would be useful to review this subject and identify just what this equipment can do. First of all, the correct name is “salt drier”, not “salt tower”, in spite of the fact that they are often big and tall, like a tower. A salt drier does exactly what its name implies; it “dries” and it does it by an elementary process of dissolving salt into water to make brine. Everyone knows that brine is heavier than ordinary water – brine settles more rapidly than water.

Basically, all that is needed is to put rock salt in a vessel and pump fuel through the salt. It is an ancient process that has been used by refiners for decades.

Salt does not remove dirt, and it does not remove surfactants or micro-organisms. However, a system that has no water will grow no micro-organisms. The really interesting thing that salt does is to remove more than just the free water — it super-dries the fuel, removing a significant amount of the dissolved water. Actually, it is this capability that makes the process appealing to many people.

Suppose you have a situation where jet fuel is being transported by ship, barge or pipeline. Water is always present. If the fuel also contains surfactants and has a low MSEP rating (formerly called WSIM), the conventional procedure is to clay treat but the water degrades the clay, resulting in short life. We know that surfactants will burn in a turbine engine but if we do not remove them, the filter separators will become disarmed and will not remove water. It is almost like going around in a revolving door.

Those who promote salt driers, use the following rationale:

  • Dry the fuel well below saturation in the airport storage tanks.
  • Use extreme care to prevent further water contact, but just in case some water does contaminate the system, it will re-dissolve into the fuel.
  • Do not worry about disarming the coalescers with surfactant between the storage tanks and the aircraft, because there is no water to remove.

The fear in the minds of many people is that there will be a brine carry-over which might result in catastrophic corrosion of aircraft. Some aircraft did suffer severe salt corrosion several years ago, but it is not clear whether it was salt drier carry-over or simply sea water contamination. Intelligent design of salt driers and careful maintenance and operation on a continuing basis could surely offer complete safety. The maintenance practice of “taking action only if something goes wrong”, currently used at some airports today, is absolutely impossible with a salt drier. It is a chemical process plant and must be operated as such at all times.

Have you now decided that you really need a salt drier? Have you convinced yourself that the design engineers will “think of everything” to prevent salt carry-over? Have you also decided that your superb management skills will insure that the equipment will always be operated “by the book”?

If you answered “yes” to the above 3 question, maybe you should examine the basic premise – that if you super-dry the fuel, you have given yourself enough water re-dissolving capacity so that you do not have to worry that coalescers may be disarmed by surfactants. How much re-dissolving capacity do you have?

Jet fuel can hold roughly 70 ppm of water in solution at average temperatures. If you dry it to 20 ppm, you can afford to have 50 ppm of new water contact before you will have free water. Take a 5000 US gallon batch of jet fuel and calculate the amount of water we are talking about:

(5000 gal. x 50) ÷ 1,000,000 = 0.25 gal.

This means that one quart of water is your factor of safety In other words, if water accidentally gets into a 5000 gallon batch of fuel, one quart will dissolve and the remainder will be free water that the coalescers must remove to protect the aircraft. Is this factor of safety large enough? We don’t think it is because our experience shows that large amounts of water cause incidents. We have never heard of a real incident on a commercial jet airplane caused by a quart of water in 5000 gallons of fuel. An “incident” is usually 20, 60 or 130 gallons.

Can all airports use salt driers? Absolutely not! The cost is prohibitive for small and even the medium sized airports. It is not just the investment, it is the cost of qualified personnel to monitor the equipment.

In conclusion, we believe that salt driers can serve the very useful purpose of removing water before clay treatment to remove surfactants. The effective life of clay can be greatly extended if there is no water present. We simply do not agree that the surfactants should be left in the fuel. The filter separator must be given the capability of removing water in an emergency; surfactant contaminated coalescers cannot be relied upon to protect an airplane.

GamGram 27: Salt Driers2025-01-02T14:30:20+00:00
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