Klassieke fouten in het vloeistof- en gasmonsternamesysteem vermijden

Klassieke fouten in vloeistof- en gasmonsternamesystemen vermijden

Karim Mahraz, productmanager bij Swagelok, analytische instrumenten

Het ontwerp van het bemonsteringssysteem is een delicaat proces; elke kleine misstap kan leiden tot een onbetrouwbare systeemwerking. Veel fouten die tegenwoordig voorkomen, hebben ook ontwerpers in het verleden geplaagd. Dit is het moment om te leren hoe u fouten met betrekking tot vloeistof- en gasbemonsteringssystemen kunt vermijden.

Betere gasmonsters verkrijgen

Gassen gedragen zich anders bij fluctuaties in druk en temperatuur - die beide waarschijnlijk voorkomen in een bemonsteringssysteem. Deze fluctuaties kunnen leiden tot condensatie of vertraging, wat van invloed is op de resultaten van de analyser. Om deze problemen te voorkomen, moet u proberen de druk van een gasmonster zo snel mogelijk met zoveel mogelijk te verlagen. Als u dit doet, wordt de temperatuur van het monster verlaagd, waardoor het condensatiepotentieel wordt geminimaliseerd terwijl het gas door het monsternemingssysteem stroomt. Door de druk te verlagen, wordt ook de verwarmingsbehoefte langs de lijn geminimaliseerd. U kunt de gasmonsterdruk verlagen bij regelaars en restrictors, zoals naaldventielen, openingen of capillaire buizen. Condensatie zal waarschijnlijker zijn aan de hogedrukzijde van deze componenten.

Bij het ontwerpen van een gasbemonsteringssysteem, nooit:

• Een gas transporteren op de dauwpunttemperatuur: Een gas is op zijn dauwpunttemperatuur verzadigd en kan op elk moment condenseren. Verlaag de druk of verwarm de lijn. Je hebt misschien het meeste succes met het verwarmen van de lijn; de drukval kan verdere condensatie niet voorkomen als het gas ergens in de leiding afkoelt.
• Veronderstel dat isolatie een gasleiding warm houdt: Isolatie kan helpen, maar eventuele drukdalingen in het systeem zullen de gastemperatuur verlagen. Uiteindelijk kan het gas zijn dauwpunttemperatuur bereiken en condenseren. Gebruik daarom verwarming indien nodig om een ​​gelijkmatige verwarming langs de lijn te garanderen.
• Een onverwarmde leiding stroomopwaarts van een drukval hebben als u de stroomafwaartse zijde verwarmt: Onthoud dat de temperatuur van het gasmonster zal afnemen op het punt van de drukval. Het resulterende temperatuurverschil zal in dit scenario nog groter zijn, wat een grotere kans op condensatie betekent.
• Kan een regelaar niet verwarmen die meer dan 20 bar zakt: Wanneer een gas een drastisch drukverlies ondervindt, ervaart het ook een drastisch temperatuurverlies - zo erg zelfs dat de regelaar kan bevriezen. Dit komt door het Joule-Thomson-effect. Door de regelaar en waarschijnlijk de aangrenzende leidingen en andere componenten te verwarmen, kunt u dit effect verminderen.
• Laat onverwarmde buizen in een van airconditioning voorziene schuilplaats lopen wanneer de buitenlijnen verwarmd zijn: De snelle temperatuurdaling - van warm naar koel - zal resulteren in ongewenst condensatiepotentieel, evenals een verlaging van de druk. Ga door met de verwarming op de lijn in de shelter.

Betere vloeibare monsters verkrijgen

Waar gasmonsters een significante drukverlaging vereisen, vereisen vloeistofmonsters daarentegen een zo lang mogelijke drukverhoging. Dit komt omdat vloeistoffen de druk verlagen wanneer ze door lange buizen of stroombegrenzers reizen. Hogere druk op de voorkant helpt de vloeistof verder door het systeem te verplaatsen met een hogere druk, waardoor er mogelijk geen stroomafwaartse pomp nodig is en de tijdvertraging wordt verkort.

Wanneer u een vloeistofbemonsteringssysteem ontwerpt, nooit:

• Vervoer een vloeistof op de bubbelpunttemperatuur: De borrelpunttemperatuur is het beginkookpunt van de vloeistof en kan veel lager zijn dan verwacht, vooral wanneer de vloeistof opgelost gas bevat. Probeer de druk tot in de analysator zo hoog mogelijk te houden.
• Verlaag de vloeistofdruk bij de kraan: Het verlagen van de vloeistofdruk op het punt van de kraan kan leiden tot een aanzienlijke tijdsvertraging of de noodzaak om pompen stroomafwaarts te installeren. Onthoud dat u voldoende druk wilt behouden vanaf de kraan via eventuele tussencomponenten tot aan de analysator.
• Installeer een naaldventiel voor een analysator of flowmeter: De drukval veroorzaakt door een naaldventiel of een ander beperkend apparaat zal waarschijnlijk dampbellen in de vloeistofstroom afgeven, wat de resultaten van de analyser kan beïnvloeden. Je wilt de druk hoog en de temperatuur laag houden (maar niet onder het vloeipunt van de vloeistof) om borrelen te voorkomen.
• Installeer een naaldventiel voor een verdamper: Tijdsvertraging is gebruikelijk in veel onderdelen van vloeistofbemonsteringssystemen, maar de inlaatleiding van een verdamper is de meest voorkomende boosdoener. Het is moeilijk om een ​​analysatorreactie van vijf minuten te krijgen als er een verdamper in het spel is. Het installeren van een naaldventiel voor de verdamper zal het proces verder vertragen.

Jezelf klaarstomen voor succes

Het ontwerpen van bemonsteringssystemen is een delicate kunst - elk systeem is anders dan het volgende. Het bovenstaande advies zal u helpen uw bemonsteringssucces te verbeteren, waardoor het leven gemakkelijker wordt voor de volgende systeemontwerper die uw ontwerp gebruikt.

Wilt u uw ontwerpvaardigheden voor bemonsteringssystemen verder aanscherpen? Meld u aan voor hands-on training voor bemonsteringssystemen om u en uw team te helpen bij het ontwerpen van effectieve, nauwkeurige systemen. Neem voor meer informatie contact op met uw plaatselijke verkoop- en servicecentrum van Swagelok. U kunt ook de sectie Analytical Instrumentation van Swagelok Reference Point bezoeken voor meer tips en trucs voor het bemonsteringssysteem van Swagelok-instructeurs en veldingenieurs.