Best practices voor procesinstrumentatielijnen: Nauwkeurigheid en veiligheid verbeteren

Procesmeting - Impulslijn Best Practices

Chuck Erml, Product Manager

Bij het meten van druk, stroom of niveau binnen uw proces, zijn veiligheid en nauwkeurigheid altijd de focus. Van de kraan tot de transmitter, hangt de nauwkeurigheid van de procesmeting af van de juiste werking van elk component binnen de procesinstrumentatie meetlus. En hoewel ingenieurs en technici vaak het meeste van hun aandacht aan de transmitter besteden, is deze alleen zo nauwkeurig als de impulslijn invoeren die aan hem worden geleverd.

Het is vaak moeilijk te weten wanneer een procesinstrumentatielijn niet goed presteert. Als uw aandacht uitsluitend gericht is op de transmitter, wordt elke kans op succes ondermijnd als de impulslijn de oorzaak is van slechte prestaties.

Gedegen geïnformeerd blijven over de mogelijke problemen binnen een procesimpulslijn, inclusief die gerelateerd aan algehele ontwerp en indeling, is noodzakelijk voor de nauwkeurigheid van uw eindmeting. Deze blogpost zal ingenieurs en technici alike voorzien van bewezen best practices om het succes van hun procesimpulslijnen te managen.

Een standaard diagram van een procesmeet impulslijn

Materiaalselectie

Voor elk van de basale bouwstenen in een procesinstrumentatielijn - Procesinterfacekleppen (PIVs), impulslijnen en manifolds - zijn er cruciale keuzes in termen van materialen die de nauwkeurigheid kunnen beïnvloeden.

Procesmedia, omgevingsomstandigheden en systeemdruk/temperatuur bepalen vaak de legeringselectie. Roestvrij staal, of een hogere metaallegering, wordt in de meeste toepassingen sterk aanbevolen omdat het corrosie weerstaat. Echter, veel industriële fabrieken blijven koolstofstaal gebruiken voor procesinterfacekleppen, buizen en zelfs voor sommige manifolds. In bepaalde lage-vochtigheid toepassingen is koolstofstaal acceptabel, maar voor de meeste andere toepassingen kan het een risico zijn. De aanlagering die veelvuldig op koolstofstaal opbouwt, kan losbreken, downstream stromen, in een klepzitting vastzitten en een positieve afsluiting obstructeren. Het resultaat is een onnauwkeurige transmitterkalibratie of een onnauwkeurige transmittermeting. Als u koolstofstaal componenten in de instrumentlus gebruikt, zullen ze zeer nauwlettende monitoring vereisen om ervoor te zorgen dat aanlagering niet de werking van de kleppen in het systeem beïnvloedt. U kunt leren hoe u het juiste corrosiebestendige materiaal voor uw specifieke toepassing selecteert met materialenwetenschap training van Swagelok.

Vereenvoudigd onderhoud door standaardisatie

Als uw doel standaardisatie van ontwerp is, zijn er vastgestelde best practice configuraties die geïmplementeerd kunnen worden. Hoewel ingenieurs een menigte van ontwerpvariaties in de loop van de tijd hebben ontwikkeld, zijn veel van hen niet ideaal voor betrouwbaarheid en nauwkeurigheid. Elk systeem heeft verschillende behoeften in termen van onderhoud, en dit verhoogt complexiteit voor onderhoudsteams.

Idealiter zouden alle procesmeetsystemen ontworpen moeten worden met een consistente set criteria, inclusief het vastleggen van budgetten en toelaatingen voor downtime, onderhoud en nauwkeurigheid. Het optimale resultaat omvat vaak een hoge graad van standaardisatie. Bijvoorbeeld, voor standaardisatie, kan een raffinaderij 30 verschillende configuraties voor procesinstrumentatielijnen hebben. Na standaardisatie, kan dezelfde raffinaderij er slechts zes hebben, elk met dezelfde basale componenten: een transmitterbeugel, manifoldsysteem en isolatiekleppen. De primaire variaties kunnen de buisruns en het type isolatiekleppen zijn (DBBs, Gage root, etc.) die op hun beurt afhangen van het medium, de temperatuur, de druk en de locatie van de transmitter of manometer.

Met standaardisatie worden veel dingen eenvoudiger, inclusief onderhoud, installatie, training en diagnostiek. Betrouwbaarheid wordt ook verhoogd. Bovendien kan de faciliteit minder reserveonderdelen voorraden, wat overheadkosten verlaagt.

Procesinterfaceklep (PIV)

De procesinterfaceklep is de eerste klep af van de proceslijn. Historisch is de PIV van keuze een enkele schuifklep of balvlek. Beide worden vandaag nog gebruikt, met name in de VS, maar de best practice is een dubbele blok-en-bloedklep (DBB), die bestaat uit twee isolatiekleppen en één bloedklep ertussen.

De hoofredenen voor het gebruik van een DBB-klep is veiligheid. Als u de procesinstrumentatielijn voor onderhoud moet uitschakelen, zou u beide blokkleppen sluiten en de bloedklep openen. Als om welke reden dan ook de eerste blokklep lekt, zou de tweede blokklep druk of vloeistofopbouw in de procesinstrumentatielijn voorkomen.

Een dubbele blok-en-bloedconfiguratie kan gefabriceerd en geassembleerd worden uit drie afzonderlijke kleppen of kan als een enkele, zelfstandige unit worden aangeschaft - wat grootte en gewicht vermindert. Het innovatieve zelfstandige DBB-ontwerp is geschikt voor alle vloeistoffen, maar met name voor die met hogere viscositeit bij gebruik van balvlekken.

Impulslijnen

Impulslijnen verbinden de PIV-klep met de manifold en transmitter. Hun doel - hetzelfde als bij alle procesinstrumentatiecomponenten - is om de nauwkeurige procesomstandigheden naar de transmitter over te brengen. Bij het indelen van impulslijnen, komen drie hoofddoelstellingen in aanmerking:

• Corrosie, aanlagering of verstopping voorkomen
• Lekpunten verminderen
• Temperatuur binnen een bepaald bereik handhaven of bevriesbescherming bieden

De eerste twee doelstellingen worden het beste bereikt door buizen en buisfittingen te gebruiken gemaakt van een passende legering, zoals roestvrij staal, in tegenstelling tot koolstofstaal pijpen en gedraaide verbindingen. Roestvrij staal buizen kunnen gebogen en gevormd worden, wat het aantal mechanische verbindingen vermindert. Wanneer verbindingen nodig zijn, zullen twee-ferrule, mechanische-grip type buisfittingen niet losdraaien met thermische cycling of trilling, in tegenstelling tot traditionele getapte pijpgedraaide fittingen.

De derde doelstelling - temperatuur binnen een bepaald bereik handhaven - wordt bereikt door de impulslijnen te verwarmen. U kunt uw impulslijnen handmatig isoleren door field tracing of door buizen te kopen die al geïsoleerd zijn en in een polymeren jas ingepakt. Pre-geïsoleerde gebundelde buizen komen klaar om te installeren in gerolde lengtes. Het is belangrijk met pre-geïsoleerde buisbundels de instructies van de fabrikant te volgen voor het afdichten van de isolatie bij het splijsen of knippen van de bundel.

Manifold

De manifold bestaat uit een set kleppen wier lichamen gemachineerd zijn uit een enkel blok metaal, meestal roestvrij staal. De manifold monteert op de transmitter en vervult een cruciale functie, het mogelijk maken van isolatie voor kalibratie of service van de transmitter.

Kwaliteit en betrouwbaarheid is met name belangrijk in een manifold. Tijdens kalibratie of normale operatie is ten minste één van de kleppen in de manifold in de afsluitpositie. Als de afsluiting minder dan volledig is, kan het resultaat een onnauwkeurige meting van de transmitter zijn.

Heeft uw faciliteit hulp nodig bij het identificeren van problemen binnen uw procesinstrumentatielijn? Ervaren Swagelok veldeigenaren zullen uw faciliteit bezoeken, uw systemen evalueren en adviseren over verbeteringen die uw operaties zullen verbeteren.

De Close Couple Manifold - Een optie

Nu we de procesinstrumentatielijn in detail hebben bekeken, laten we kijken naar een optie om het ontwerp nog verder te vereenvoudigen. Het is een elegant eenvoudige oplossing, als uw toepassing u toestaat het te gebruiken.

Impulslijnen kunnen duur zijn om te installeren en onderhouden, met uitdagingen als verstoppingen, lekpunten, temperatuurcontrole en corrosie. De optie - gedoopt de "close couple" - elimineert de impulslijnen. De procesinterfaceklep en manifold worden één unit, en de transmitter monteert er direct op. Dus, de gehele assemblage bevestigt aan de proceslijn. Hoewel veel ingenieurs deze oplossing leuk vinden, hebben close couple installaties hun beperkingen.

Een beperking is temperatuur. De reden voor de traditionele opzet met impulslijnen is om de transmitter te beschermen van de hoge temperatuur van de proceslijn. Als de proceslijn te heet is, kan de transmitter misschien niet werken op slechts een paar inches afstand in een close coupled installatie.

Een tweede beperking is toegang. Als u bij de transmitter moet voor kalibratie, moet het toegankelijk zijn, daarom is het monteren van een close couple op een proceslocatie 50 voet in de lucht niet haalbaar.

Het laatste obstakel is initiële kosten. Close coupling vereist een voorafgaande investering, maar op de lange termijn kan de oplossing minder kostbaar zijn. Als u de kans heeft om deze snelweg te gebruiken, raden we aan het te doen.

Conclusie

Als u nauwkeurige metingen waardeert en investeert in een premium transmitter, dan vereisen uw procesinstrumentatielijnen hetzelfde niveau van aandacht. Procesmeetnauwkeurigheid is even afhankelijk van de transmitter als van de kwaliteit van de procesmeetlijncomponenten, inclusief hoe ze geïnstalleerd en onderhouden worden. Het standaardiseren van uw faciliteit op een kernset van instrumentatie-aansluiting en procesimpulslijndetails, samen met betrouwbare systeemcomponenten zal de betrouwbaarheid en nauwkeurigheid van uw meting verhogen. Nauwkeurigere metingen zullen welkome dividenden opleveren in termen van tijd, efficiëntie en fabriekswinstgevendheid.