3 правила, которые помогут сделать показания анализатора более точными

3 правила, которые помогут сделать показания анализатора более точными

Стейси Филипс (Stacey Phillips), руководитель технического отдела (Северная и Южная Америка)

Зачастую, оценивая соответствие продукта техническим условиям, операторы полагаются на показания анализатора. Однако если показания не вполне точно отражают характеристики конечного продукта, то вероятно, на качество технологической пробы влияет недостаток в конструкции пробоотборной системы или проблемы в ее работе. Фактически, около 80 % проблем с анализатором вызваны проблемами в работе пробоотборной системы.

Инженеры технического отдела Swagelok помогают заказчикам в самых разных отраслях по всему миру выявлять случаи несоответствия показаний пробоотборной системы и характеристик продукта требованиям. Опыт этой работы помог сформулировать три правила, которых стоит всегда придерживаться операторам систем.

Узнайте о сервисах Swagelok по обследованию пробоотборных систем на объекте заказчика

1. Достижение оптимальной совместимости системы.

Точность показаний анализатора зависит от степени заложенной в конструкцию пробоотборной системы совместимости с используемой технологической средой. Например, для газов и жидкостей предъявляются разные требования, и это необходимо учесть при проектировании пробоотборной системы. Существует несколько факторов, которые могут значительно повлиять на показания.

• Температура. Химический состав вещества чувствителен к температуре, и ее перепады могут отразиться на результатах. Так, например, поступившая в нагретый испаритель жидкая проба может вскипеть. С другой стороны, температура газовых проб может быстро падать, поэтому операторы должны позаботиться о том, чтобы температура не повлияла на репрезентативность пробы. Для этой цели можно использовать изоляционные слои и нагревательные элементы на трубках.
• Давление. Давление также сказывается на точности показаний анализатора. Оно естественным образом изменяется при прохождении пробы по системе, из-за чего могут возникнуть проблемы, если не принять меры. Если допустить падение давления в жидкой пробе, растворенный в ней газ может выйти, вызывая пузырение или пенообразование. Для сохранения давления в требуемом диапазоне может помочь правильный подбор клапанов.
• Скорость движения потока. Чем медленнее движется проба, тем больше вязкое сопротивление на внутренней стенке трубки, из-за чего образуются твердые вещества. В пробоотборной системе рекомендуется обеспечить относительно быстрое движение (до замедления потока, что необходимо для прохождения анализатора), чтобы проба хорошо смешивалась, трубопроводы были чище, а время реакции — меньше.

2. Своевременное поступление проб.

Операторы должны свести к минимуму время, проходящее с момента отбора пробы из технологической линии до появления показаний анализатора. Из-за задержек может увеличиться вероятность изменения характеристик пробы, и вы получите искаженное представление о фактических условиях в технологической линии. Снижение задержек должно быть приоритетной задачей.

В идеале время задержки не должно превышать одной минуты. Существует ряд факторов, которые могут увеличить задержку.

• Давление. Давление газа в транспортной линии необходимо снизить, насколько это возможно, еще в точке отбора пробы, чтобы уменьшить плотность газообразной пробы и увеличить скорость ее движения к анализатору.
• Зонды. Зонд может помочь и быстро брать пробы, и сохранять их репрезентативность. Однако важен размер: слишком большой для системы пробоотборный зонд может увеличить задержку.
• Размер трубопроводов. Важно выбрать трубопроводы подходящих размеров, поскольку, как и в случае с зондами, большой размер может увеличить задержку. Временная задержка возрастает, если проба проходит по трубопроводам большого размера и длинным линиям.
• Мертвые объемы. Мертвые объемы, или застойный объем, позволяют молекулам проникать в пробу, замедляя реагирование анализатора и, возможно, вызывая загрязнение в системе.
• Задержки в анализаторе. Иногда проба задерживается в самом анализаторе. Например, если работа анализатора происходит в ручном режиме, оператор должен быть готов начать анализ при поступлении пробы.

Иногда оператор пробоотборной системы может не заметить, какой значительной стала задержка, из-за того что небольшие задержки в нескольких местах имеют свойство накапливаться. Так, на прохождение пробы от точки отбора до системы подготовки проб в нормальных условиях может уйти 49 секунд. Но если из-за проблемы в системе подготовки проб возникает кумулятивная задержка, то между моментом отбора пробы и моментом появления показаний может пройти уже больше одной минуты. Это значит, что характеристики анализируемой пробы могут слишком сильно отличаться от характеристик технологической среды.

3. Сохранение состава пробы.

Даже при соблюдении первых двух правил существует ряд дополнительных факторов, которые могут изменить состав пробы и сделать показания анализатора недостоверными. Вот некоторые из них.

• Непредвиденное фракционирование. Фракционирование, или частичный переход в другое фазовое состояние, может существенно отразиться на показаниях анализатора. Исходный состав фракционировавшей пробы невозможно определить в анализаторе, что делает ее нерепрезентативной. Поддержание давления и температуры в требуемом диапазоне (как указано в правиле 1) поможет предотвратить фракционирование.
• Адсорбция. Когда среда пробы касается поверхности, часть молекул прилипает к ней. Изменение состава из-за адсорбции может испортить пробу. При проектировании и обслуживании системы нужно выбирать подходящие материалы для фильтрующих элементов, мембран регуляторов, стенок трубок и газовых цилиндров — тогда этой проблемы удастся избежать.
• Загрязнение. В борьбе с загрязнением важную роль играет подбор фильтров. Обычно операторы понимают важность этого фактора, но, по нашим наблюдениям, часто применяют фильтры неверного типа. Некоторые фильтры могут не соответствовать технологической среде и поэтому могут пропускать твердые частицы, загрязняющие пробу. Также фильтры могут значительно ограничивать поток, что приводит либо к большой временной задержке, либо к недостатку технологической среды в анализаторе. Из-за мертвых объемов может возникать перекрестное загрязнение: остатки старых проб могут смешиваться с новыми. Для переключения между пробами необходимо использовать подходящий клапан переключения потоков с системой двойного отсечения со сбросом, иначе при утечке через седло клапана может произойти перекрестное загрязнение проб.

Соблюдение этих трех правил поможет операторам добиться репрезентативности проб и точных показаний анализатора. Не знаете с чего начать поиск недостатков в своей пробоотборной системе? Сервисы Swagelok^® по обследованию пробоотборных систем могут помочь вам в определении этих и других областей для улучшения в вашей системе. Вы получите ранжированные практические рекомендации, а ваши заказчики — продукцию еще высокого качества.

Хотите узнать больше? Свяжитесь с нами уже сегодня.

Запросите дополнительную информацию о сервисах по обследованию пробоотборных систем