Решение практических проблем в работе жидкостных, газовых систем и систем отбора проб

Решение практических проблем в работе жидкостных, газовых систем и систем отбора проб

Фил Мэтьюз (Phil Mathews), директор по техническому обслуживанию, Swagelok Los Angeles

В промышленных жидкостных и газовых системах, а также в системах отбора проб существует шесть основных целей — три аналитические и три эксплуатационные. Аналитические цели — это совместимость пробы с анализатором; своевременность пробы, чтобы на основе результата ее анализа можно было предпринять правильное действие; соответствие пробы условиям технологического процесса. Эксплуатационные цели — надежность, экономичность и безопасность жидкостной или газовой системы. Достижение этих целей зависит от конструкции системы в целом и ряда, казалось бы, незначительных факторов, которые влияют на ее работу.

Что это за «незначительные факторы»? В состав промышленных систем может входить огромное число компонентов — трубки и трубные обжимные фитинги, клапаны, манометры и т. п. Каждый из этих компонентов представляет собой потенциальную проблемную точку, и выбор неправильного компонента может повлиять на эффективность функционирования, качество продукта, а в худшем случае и на безопасность персонала. И даже если все компоненты были подобраны верно, при работе системы в реальных условиях репрезентативность пробы или качество конечного продукта остается под влиянием множества факторов.

В этой связи рассмотрим несколько ключевых факторов, которые следует учитывать в плане возможного влияния на характеристики вашей жидкостной, газовой системы или системы отбора проб.

Не забывайте о потенциальных проблемах системы. Узнайте о сервисах Swagelok по обследованию

Для отбора проб имеют значение материалы конструкции. При отборе технологической среды проба должна быть совместима с анализатором. Проба должна соответствовать параметрам технологического процесса, а результат ее анализа должен быть своевременным для обеспечения адекватного управляющего воздействия. Оператор установки может оснастить ее современными промышленными анализаторами для гарантии того, что производимый продукт в точности соответствует техническим характеристикам. Однако работа промышленного анализатора в свою очередь зависит от качества анализируемой пробы, значительное влияние на которое оказывает система подготовки проб.

На пути от технологической линии к анализатору на пробу, ее точность или качество может оказывать отрицательное влияние целый ряд факторов. Некоторые из этих факторов не обязательно представляют собой потенциальную угрозу безопасности. Но они могут привести к ненужным простоям или к тому, что операторы будут ломать головы над тем, почему пробы не соответствуют техническим условиям или не отражают текущие изменения технологического процесса.

Одна из наиболее распространенных проблем, которую наши специалисты видят в этой области, — это несовместимость или непригодность материала шланга для конкретной области применения. Например, технологические газы с крошечными по размеру молекулами, такие как гелий, водород или даже углекислый газ, могут проникать через фторполимерные шланги. Технический специалист может получать ошибки измерения просто потому, что используется шланг из Teflon®, который не очень подходит для данной области применения, что влияет на репрезентативность проб. Еще одна схожая проблема — поверхностное притяжение, когда анализируемый в системе продукт физически прилипает к внутренней поверхности трубки или шланга, что приводит к проблемам измерения уже со стороны анализатора, поскольку проба больше не отражает текущий технологический процесс.

Эти проблемы могут привести к значительному и зачастую ненужному простою для выполнения диагностики и получения репрезентативной пробы. Даже если отбираемая технологическая среда фактически полностью соответствует заявленным техническим условиям. Убедитесь, что материал шлангов в вашей пробоотборной системе полностью совместим с технологической средой, во избежание неточных измерений.

Выбор правильных компонентов во избежание усложнения системы. Во многих жидкостных и газовых системах продукт должен поддерживаться при определенном давлении или температуре, чтобы соответствовать техническим условиям или не допустить фазового перехода. Однако потери давления и теплопередача происходят естественным образом по мере движения технологической среды по системе. Это означает, что операторы должны принять определенные меры для поддержания давления на адекватном уровне.

Несмотря на то что некоторые потери давления неизбежны, существуют определенные методы, которые можно использовать для их минимизации. Например, выбор подходящего диаметра линии и клапана — главный способ поддержания заданного давления без ненужного усложнения системы. В неверно спроектированной системе ее сложность нередко повышается без наличия на то оснований. Например, во время технического обслуживания, когда вводятся дополнительные средства поддержания заданного давления — пробоотборный насос и т. п.

Но зачем добавлять насос, если он вам не нужен? Рассмотрим сложность, которую дополнительный насос давления вносит в жидкостную или газовую систему. Это еще один компонент, для работы которого потребуется источник питания, внимание технических специалистов при проведении регулярного технического обслуживания, замена деталей при поломках и т. д. Если, прежде чем производить замену, потратить время на то, чтобы полностью разобраться в системе и подобрать подходящий клапан (а если нужного клапана нет на складе — заказать его заранее), то этим можно существенно повлиять на производительность и эффективность жидкостной или газовой системы.

Поддержание надлежащего давления и температуры. Как и давление, температура является критически важным фактором при фазовых переходах и может зависеть от множества факторов в жидкостных и газовых системах, а также в системах пробоподготовки. В ряде случаев технические специалисты должны уделять особое внимание обеспечению надлежащей температуры во всей системе.

Рассмотрим возможности отбора проб из газовой технологической линии. Температура горячих газов может очень быстро снижаться, и газ может быстро конденсироваться, если не будут приняты соответствующие меры. Если температура и давление не поддерживаются на должном уровне в точке отбора пробы и на протяжении всей пробоотборной линии, результатом является некачественная проба. Для этого достаточно совсем немногого — всего лишь около 0,3 м неизолированного или недостаточно нагретого участка пробоотборной линии вызовет значительное падение температуры газа. В результате можно получить пробу со смешанной фазой, которая больше не будет репрезентативной и полезной.

Некоторые специалисты, занимаясь проблемами конденсации, могут добавлять коагуляторы или конденсатоотводчики в систему подготовки проб с целью удаления жидкости. Это не лучшее решение — так репрезентативность пробы может стать еще более низкой. Вместо этого, чтобы изначально предотвратить конденсацию, убедитесь, что все трубки изолированы или нагреты.

Хотите узнать больше об оптимизации вашей жидкостной, газовой системы или системы пробоотбора? Свяжитесь с компанией Swagelok уже сегодня и запланируйте проведение обследования жидкостной, газовой системы или системы отбора проб нашими экспертами.

Запросите дополнительную информацию о сервисах и обследованиях Swagelok