Probenahme im globalen Industriebau

Bau von industriellen Großanlagen: Tipps zur Optimierung der Qualität, Sicherheit und Profitabilität bei der Probenahme

Bei Großanlagen wie chemischen Raffinerien, Kläranlagen, Produktionsanlagen und Öl- und Gasplattformen gestaltet sich die Bauleitung von Natur aus schwierig. An einem solchen Projekt sind Tausende Mitarbeiter beteiligt, es herrscht ein hoher Wettbewerbsdruck und die Logistiksituation ist sehr komplex. Angesichts der Komplexität solcher Großprojekte fallen die Best Practices zur Auslegung von industriellen Fluidsystemen und Probenahmesystemen oft etwas unter den Tisch.

Industrielle Bauprojekte werden in vielen Fällen mit einer vorab genehmigten schematischen Auslegung des Fluidsystems begonnen. Diese wird an einen Subkontraktor übergeben, der das Bauvorhaben dann vor Ort umsetzt. Bei diesem standardisierten Ansatz werden einige kleinere Details womöglich nicht gleich von Anfang an berücksichtigt. Für die Betreiber kann das langfristig Herausforderungen bei der Qualität und Sicherheit der Proben sowie beim Umweltschutz mit sich bringen.

Auch wenn jedes Fluidsystem einzigartig ist, gibt es dennoch einige wichtige Überlegungen, mit denen Sie bereits im Vorfeld künftige Probleme aus dem Weg räumen können.

Warum die Auslegung des Probenahmesystems so wichtig ist

Bei der Probenahme wird eine Probe aus einem Fluidsystem entnommen, in ein Labor überführt und dort analysiert. Anhand der Proben wird die Qualität des Fluids geprüft und bestimmt, ob die festgelegten Standards an unterschiedlichen Punkten in der Anlage eingehalten werden. Hierzu zählen z. B. Lagercontainer, lange Transportleitungen, Prozessleitungen und Fackeln. Auch vor und nach dem Transport spielen Proben eine wichtige Rolle. So muss beispielsweise insbesondere bei Änderungen der Besitzverhältnisse zunächst der Wert der Fracht bestimmt werden.

Externe Faktoren können die Probe beeinträchtigen und dazu führen, dass sie die Produktqualität oder die tatsächlichen Prozessbedingungen nicht repräsentativ widerspiegelt – und bei schlechter Probenqualität ist auch mit höheren Kosten zu rechnen. Eine geeignete Systemauslegung stellt sicher, dass Ihre Proben folgende Eigenschaften erfüllen:

1. Aktuell – Von der Entnahme der Probe bis zur Überführung in den Probenbehälter sollte so wenig Zeit wie möglich vergehen, um den Einfluss externer Faktoren auf ein Minimum zu reduzieren.

2. Repräsentativ – Für brauchbare Analyseergebnisse sollte die Probe die Eigenschaften des Prozessfluids korrekt widerspiegeln

3. Kompatibel – Die Werkstoffe des Systems müssen mit der Probe kompatibel sein, um Instandhaltungs- und Reparaturarbeiten während des Lebenszyklus des Systems zu minimieren

Die korrekte Handhabung der Probe spielt ebenfalls eine zentrale Rolle. Bei der Probenahme von druckbeaufschlagten Prozessfluiden kann es zu einem Überlaufen bzw. Verspritzen kommen. Dies führt zu Produktverschwendung und birgt potenzielle Risiken für Bediener und die Umwelt.

Tipps für effektive Probenahmesysteme in Neubauprojekten

Wie bereits erwähnt, fallen bei standardisierten Ansätzen einige wichtige Elemente für eine angemessene Systemauslegung mitunter nicht so stark ins Gewicht. Dies kann jedoch zu zukünftigen Problemen führen. Zu Beginn großer Bauprojekte bietet sich die Gelegenheit, Probenahmesysteme im Einklang mit Best Practices auszulegen und sämtliche künftige Anforderungen zu berücksichtigen.

Um sicherstellen, dass Ihr Probenahmesystem aktuelle und repräsentative Proben liefert und mit den Prozessfluiden kompatibel ist, sollten Sie in den folgenden Bereichen die Unterstützung erfahrener Berater in Anspruch nehmen:

Unterstützung bei der Sondenauswahl

Um höchste Genauigkeit zu erreichen, muss die Probe zunächst ordnungsgemäß aus der Prozessleitung entnommen werden. Ein Berater hilft Ihnen dabei, die richtige Stelle für die Probenahme zu ermitteln sowie eine Sonde mit der passenden Größe für Ihre Anwendung auszuwählen. Darüber hinaus erhalten Sie Unterstützung bei spezifischen Berechnungen zur Bestimmung der Länge und des Durchmessers sowie der Systemauslegung.

Bestimmung der Probenahmestelle sowie der Platzierung des Probenahmepanels

Für optimale Ergebnisse sollten die Probenahmestellen an strategischen Punkten entlang der Prozessleitungen platziert werden. Um die Sicherheit der Bediener zu gewährleisten, sollte das Probenahmepanel in einem leicht zugänglichen Bereich und in einer gut erreichbaren Höhe angebracht werden.

Temperatur- und Druckberechnungen

Bestimmte Berechnungen zur Gewährleistung der Probenqualität sind einer der Punkte, die beim Bau von Fluidsystemen oft vernachlässigt werden. Temperatur- und Druckberechnungen, z. B. des Joule-Thomson-Effekts (J-T), sollten durchgeführt werden, um die Temperatureffekte von Druckänderungen vorab zu bestimmten und um sicherzustellen, dass es in der Probe nicht zu einer Phasenänderung kommt. Wenn beispielsweise der Druck abfällt und die Gastemperatur infolgedessen unter den Taupunkt sinkt, bildet sich Flüssigkeit und die Zusammensetzung der Probe verändert sich.

Berechnung der Spülzeit

Durch eine gründliche Spülung des Probenstutzens, der Sonde, der Transportleitungen und des Panels zwischen den einzelnen Vorgängen wird verhindert, dass Probenmaterial in den Systemen zurückbleibt und zu einer Verunreinigung der nächsten Probe führt. Die erforderliche Spülzeit sollte anhand von Berechnungen bestimmt werden, um eine möglichst reine Probe zu erzielen.

Es gibt weitere Berechnungen, die für die Qualität und Sicherheit Ihres Probenahmesystems relevant sind, darunter Berechnungen der Zeitverzögerung sowie der Phasenänderungen bei unterschiedlichen Fluidgemischen. Ein fachkundiger Berater kann Sie hierbei unterstützen.

Unterstützung durch erfahrene Berater bei globalen Bauprojekten

Im Idealfall sollten Berater zu Fluid- und Probenahmesystemen  bereits vor der Verlegung der ersten Leitung in den Prozess involviert werden. Neben Best Practices zur Auslegung des Systems steuern sie auch die notwendigen Berechnungen bei, um bestmögliche Ergebnisse zu gewährleisten. Die Berater und Ingenieure von Swagelok sind bei Bedarf während der Bauarbeiten vor Ort, um zu einem reibungslosen Ablauf komplexer Großprojekte beizutragen. Mit ihrer Arbeit stellen sie sicher, dass die Best Practices in den Bereichen Qualität, Sicherheit und Profitabilität im fertigen Fluidsystem eingehalten werden.

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