그랩 샘플링(Grab Sampling) 소개: 플랜트 비용을 절감하는 방법

그랩 샘플링(Grab Sampling) 소개: 플랜트 비용을 절감하는 방법

정밀한 화학 조성의 제품을 생산할 때는 플랜트 생산에 있어 정확한 샘플링 공정이 매우 중요합니다. 부적절한 화학 제품은 시설에 큰 경제적 손실을 불러올 수 있기 때문에, 샘플을 자주 추출하여 완제품을 검사해야 합니다.

샘플링은 분석을 위해 공정 라인 혹은 파이프라인에서 대표 샘플을 안전하게 추출하는 과학적인 방식입니다. 공정의 상(phase), 온도, 일관성, 화학 조성 및 기타 요인에 따라, 샘플을 추출하는 방법은 다양합니다. 화학 샘플을 채취할 때 사용하는 매우 일반적이고 비용 효율적인 샘플링 기술 중 하나가 바로 그랩 샘플링(Grab Sampling)입니다.

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그랩 샘플링이란?

그랩 샘플링은 Closed Loop 시스템 샘플링으로도 불리며, 분석용 샘플을 실험실에 보내기 위해 파이프라인, 탱크 또는 산업용 시스템에서 유체 또는 가스 샘플을 채취하는 행위입니다. 산업용 그랩 샘플링 시스템은 공정 조건, 제품의 품질 사양 및 오염물질 배출을 검사합니다. 더 많은 산업에서 온라인 분석 장비를 도입함에 따라, 플랜트에서는 우수한 샘플링 작업이 더 중요한 일이 되었습니다.

샘플 운송: 용기의 종류

채취한 샘플은 실험실로 운송되는 동안에도 대표성을 유지해야만 합니다. 채취한 샘플을 덮개가 없는 용기에 담아 운송하면 오염이 발생할 수 있습니다. 예컨대, 어떤 화학물질은 압력 조건이 유지되지 않으면 증발하거나 분별(fractionate)이 일어납니다. 따라서 그랩 샘플링 시스템을 선택하기 전, 가장 먼저 샘플에 적합한 저장 용기의 종류를 결정해야만 합니다.

병(Bottle)

압력이 문제가 되지 않는다면, 샘플 채취 및 운송을 간단히 할 수 있는 병(Bottle)을 사용할 수 있습니다. 스웨즈락은 액체 샘플의 비압력 용기로 병을 권장합니다. 병 용기를 사용하면, 유출이나 증발의 위험 없이 샘플을 채취하여 운송할 수 있습니다. 그 이유는 자체 밀폐 septum 캡이 있는 용기를 사용하기 때문입니다.

병은 샘플 채취 시 필요할 때마다 교체할 수 있고 비용이 많이 들지 않는 방법이므로, 더 이상 사용하지 않을 때 쉽게 폐기할 수 있습니다. 경사진 병 보호대는 그랩 샘플링 시스템에 적절한 septum 및 니들 정렬(needle alignment)을 확보하여 예상치 못한 유출과 니들 파손을 방지해줍니다.

실린더

Closed Loop 샘플링 시스템에서 가압된 가스 혹은 액체를 채취하고자 할 때는 항상 실린더를 사용해야 합니다. 샘플 실린더는 운송 시 증발이나 화학적 분별이 발생하지 않도록 해서 제품의 온전성을 지켜줍니다.

일관된 벽 두께, 크기 및 용량을 위해 샘플 실린더는 이음새 없는 튜빙으로 제작됩니다. 매끄러운 목 전환(neck transition)으로 갇힌 유체를 제거하고 실험실에서 세척을 용이하게 하며, 현장에서 재사용이 가능하여 비용을 절감할 수 있습니다

그랩 샘플링 시스템 지정하기

실험실 분석의 결과를 입증하려면, 유체가 시스템의 대표성을 반드시 확보해야 합니다. 샘플의 추출된 상(phase)을 확인하는 것도 중요하지만, 분석 그랩 샘플링 시스템을 선택할 때는 몇 가지 사양을 고려해야 합니다. 그랩 샘플링 시스템의 선택 기준은 다음과 같습니다.

• 압력: 그랩 샘플 모듈(Grab Sample Module, GSM)을 사용하던, 액체 전용 샘플링 모듈(Liquid Only Sampling Module, GSL)을 사용하던 시스템의 최대 정격 압력을 초과해서는 안 됩니다.
• 온도: GSM 및 GSL 시스템에는 각각 최대 유체 사용 온도가 있으며, 최소 유체 온도가 존재하는 경우도 있습니다.
• 유해 물질: 이 그랩 샘플링 시스템은 작업자와 주변 환경을 반드시 시스템 유체로부터 보호해야 합니다. 일부 화학 물질은 누설을 철저히 관리하거나나 화학적 보호조치를 취해야 합니다.
• 구성부품의 재질: Closed Loop 시스템에 사용되는 재질은 시스템 유체와 적합해야 합니다.
• 표면 처리: 표면 처리는 샘플 유체가 금속 표면에 흡수 및 흡착되는 것을 감소시켜 해당 샘플의 대표성을 높일 수 있습니다.
• 퍼지(Purge): 어떤 화학물질은 시스템에서 제거되지 않으면 잔류물이 남거나 라인을 오염시킵니다. 퍼지 옵션은 퍼지 유체를 넣어 샘플 라인에서 잔류 오염물질을 제거하는 방식입니다.

Closed Loop 샘플링에서는 채취된 샘플이 채취시 공정 조건과 동일한 상태를 유지하게끔 합니다. 화학 제품의 정밀성은 정확한 샘플 채취에 달려 있습니다. 그랩 샘플링은 일관되고 정확한 샘플 채취를 통해 반복적으로 플랜트의 비용을 절감하여 제품 폐기물을 줄이는 한 가지 방법입니다.

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