Klassieke steekproefsysteemfouten in vloeistof- en gasontwerp voorkomen

Klassieke vloeistof- en gasteekproefsysteemfouten vermijden

Karim Mahraz, Swagelok Product Manager, Analytical Instrumentation

Steekproefsysteemontwerp is een delicaat proces; elke kleine misstap kan leiden tot onbetrouwbare systeemoperatie. Veel fouten die vandaag de dag voorkomen, plagten ontwerpers ook in het verleden. Nu is de tijd om te leren hoe je fouten gerelateerd aan vloeistof- en gasteekproefsystemen kunt vermijden.

Bettter gasteekproeven verkrijgen

Gassen gedragen zich anders bij fluctuaties in druk en temperatuur – beide waarschijnlijk in een steekproefsysteem. Deze fluctuaties kunnen resulteren in condensatie of tijdsvertraging – wat de analyzerresultaten beïnvloedt. Om deze issues te vermijden, probeer de druk van een gasteekproef zo snel mogelijk, zoveel mogelijk te verlagen. Dit zal de temperatuur van de steekproef verlagen, wat helpt om het condensatiepotentieel te minimaliseren terwijl het gas door het steekproefsysteem stroomt. Het verlagen van de druk minimaliseert ook verwarmingsbehoeftes verderop in de lijn. Je kunt de gasteekproefdruk verlagen bij regulatoren en restrictoren, zoals naalddopen, orifices of capillairbuizen. Condensatie zal waarschijnlijker zijn aan de hogedrukkant van deze componenten.

Bij het ontwerpen van een gasteekproefsysteem, nooit:

• Een gas transporteren op zijn dauwpunttemperatuur: Een gas op zijn dauwpunttemperatuur is verzadigd en waarschijnlijk om op elk moment te condenseren. Verlaag de druk of verwarm de lijn. Je kunt het meest succes hebben met het verwarmen van de lijn; de druppel zou verdere condensatie niet voorkomen als de gas ergens verderop in de lijn afkoelt.
• Aannemen dat isolatie een gaslijn warm houdt: Isolatie kan helpen – echter, elke druppel binnen het systeem zal de gastemperatuur verlagen. Uiteindelijk kan het gas zijn dauwpunttemperatuur bereiken en condenseren. Gebruik daarom heat tracing om uniformeverwarming langs de lijn te garanderen waar nodig.
• Een onverwarmde lijn upstream van een druppel hebben als je de downstream kant verwarmt: Onthoud, de gasteekproeftemperatuur zal dalen op het punt van de druppel. Het resulterende temperatuurverschil zal nog hoger zijn in dit scenario, wat een groter potentieel voor condensatie betekent.
• Een regulator die meer dan 20 bar verlaagt niet verwarmen: Wanneer een gas een drastische drukverlies ondervindt, ondervindt het ook een drastische temperatuurverlies – zoveel dat de regulator kan ijzelen. Dit komt door het Joule-Thomson effect. Door de regulator te verwarmen, en waarschijnlijk de aangrenzende buizen en andere componenten, kun je dit effect mitigeren.
• Onverwarmde buizen in een geairconditionerde schuilplaats laten lopen wanneer de buitelijnen heat traced zijn: De snelle temperatuurdaling – van warm naar koud – zal resulteren in ongewenst condensatiepotentieel, evenals een reductie in druk. Voer de heat tracing voort op de lijn binnen de schuilplaats.

Bettter vloeistofsteekproeven verkrijgen

Waar gasteekproeven een significante drukverlaging vereisen, vereisen vloeistofsteekproeven aan de andere kant een drukverhoging zo lang mogelijk. Dit is omdat vloeistoffen druk verliezen bij het reizen door lange buizen of stroomrestrictoren. Hogere druk aan de voorkant helpt om vloeistof verder door het systeem te bewegen bij een hogere druk, potentiële noodzaak voor een downstream pomp te elimineren en helpt om tijdsvertraging te verminderen.

Bij het ontwerpen van een vloeistofsteekproefsysteem, nooit:

• Een vloeistof transporteren op zijn bulbepunttemperatuur: De bulbepunttemperatuur is het initiële kookpunt van de vloeistof en kan veel lager zijn dan verwacht, met name wanneer de vloeistof opgeloste gas bevat. Probeer de druk zo hoog mogelijk te houden tot aan de analyzer.
• Vloeistofdruk verlagen aan de aftapping: Vloeistofdruk direct aan het punt van de aftapping verlagen kan leiden tot een significante tijdsvertraging of de noodzaak om pompen downstream te installeren. Onthoud, je wilt voldoende druk behouden vanaf de aftapping door eventuele tussentijdse componenten tot aan de analyzer.
• Een naalddop installeren voor een analyzer of stroommeter: De druppel veroorzaakt door een naalddop of ander restrictief apparaat zal waarschijnlijk dampbellen in de vloeistofstroom vrijmaken, wat de analyzerresultaten kan storen. Je wilt de druk hoog en de temperatuur laag houden (maar niet onder het stortpunt van de vloeistof) om bobbelvorming te voorkomen.
• Een naalddop installeren voor een verdamper: Tijdsvertraging is gebruikelijk in veel delen van vloeistofsteekproefsystemen, maar de inlaatlijn van een verdamper is de meest frequente schuldige. Het is moeilijk om een vijf-minuten analyzerrespons te krijgen wanneer een verdamper betrokken is. Een naalddop voor de verdamper installeren zal het proces verder vertragen.

Jezelf opstellen voor succes

Steekproefsysteemontwerp is een delicaat vak – elk systeem verschilt van het volgende. De bovenstaande adviezen zullen je helpen je steekproefsucces te verbeteren, het leven makkelijker makend voor de volgende systeemontwerper die je ontwerp gebruikt.

Op zoek om je steekproefsysteemontwerpvaardigheden verder te scherpen? Schrijf je in voor praktijktraining steekproefsystemen om jou en je team te helpen effectieve, nauwkeurige systemen te ontwerpen. Neem contact op met je lokale Swagelok verkoop- & servicecentrum voor meer informatie. Je kunt ook de Analytical Instrumentation sectie van Swagelok Reference Point bezoeken om meer steekproefsysteem tips en trucs te leren van Swagelok instructeurs en veldingenieurs.