Amostragem de gás segura e representativa

Melhores práticas para amostragem de gases e líquidos voláteis

Matt Dixon, engenheiro de projeto principal sênior, Swagelok

A otimização de seus custos de processamento químico e a manutenção de saídas de produtos de alta qualidade exigem a captura regular de fluidos de processo representativos para análise laboratorial. Amostragem direta – também chamada de amostragem pontual, amostragem de campo ou apenas amostragem – ajuda a validar as condições do processo e verificar se o produto que você está fabricando atende às especificações internas ou baseadas no cliente. A amostragem automática também pode ajudar a verificar as leituras de analisadores online, uma maneira cada vez mais popular de obter insights em tempo real sobre seu processo.

A amostragem de coleta de gás apresenta um conjunto único de desafios que os operadores devem superar para obter um retrato preciso das condições reais do processo. Continue lendo enquanto exploramos esses desafios e como superá-los com as técnicas certas.

Regras básicas para amostragem

Gases e líquidos voláteis devem ser coletados e mantidos em temperaturas e pressões que inibam as mudanças de fase, que podem alterar a composição das amostras. Lembre-se destas regras básicas:

1. A amostra deve representar o processo. Use sondas para coletar amostras do meio do tubo de processo e evite mudanças de fase durante o transporte da amostra.
2. A amostra deve ser oportuna. Minimize o tempo de transporte do ponto de extração ao laboratório para ajudar a garantir que as condições do processo sejam representadas com precisão.
3. A amostra deve ser pura. Evite pernas mortas a montante do recipiente de amostra e permita a purga e lavagem adequadas do sistema de amostragem para minimizar o potencial de contaminação.
4. A amostragem deve ser segura. A amostragem de garra envolve inerentemente um operador humano interagindo com fluidos de processo, o que muitas vezes pode ser prejudicial se ocorrer contato direto. Por esse motivo, seguir as melhores práticas e usar sistemas de amostragem bem projetados são essenciais não apenas para a precisão da amostra, mas também para a segurança do operador.

A amostragem de gases e líquidos voláteis requer considerações diferentes da amostragem de líquidos não voláteis. Este artigo está focado na amostragem de gases e líquidos voláteis. Para estratégias de amostragem de líquidos não voláteis, leia o blog sobre Estratégias de amostragem de líquidos para controlar custos.

Como escolher um cilindro apropriado

Como gases e líquidos voláteis são mais suscetíveis a mudanças de fase e devem ser mantidos sob pressão para análises precisas, é necessário usar cilindros de amostra (em oposição a frascos de amostra não pressurizados mais baratos) para coleta e para preservar a representatividade da amostra. Os cilindros de amostra de gás também são altamente eficazes na proteção da amostra técnicos e o ambiente de fumos ou emissões se o gás for tóxico.

Como gases e líquidos voláteis são mais suscetíveis a mudanças de fase, é necessário usar cilindros de amostra.


A maioria dos cilindros de amostra é feita com tubos sem costura para espessura, tamanho e capacidade de parede consistentes, mas existem algumas variáveis a considerar com base em suas necessidades específicas de amostragem. Você pode trabalhar com seu fornecedor de cilindros para escolher o tipo apropriado.

Alguns recursos a serem considerados ao escolher cilindros incluem:

• Conexões rápidas de fácil operação, permitindo conexão e desconexão eficiente e segura do seu ponto de amostragem
• Uma transição suave do gargalo interno, que pode ajudar a eliminar o fluido preso e torna os cilindros fáceis de limpar e reutilizar
• Proteção contra sobrepressão, que pode fornecer níveis mais altos de segurança ao operador. As válvulas de ruptura e alívio estão disponíveis em T ou podem ser integradas à válvula principal do seu cilindro.
• Composição e acabamento adequados do material, pois ligas ou materiais especiais podem ser necessários dependendo do gás ou líquido volátil que está sendo amostrado
• Linhas de desvio incorporadas, que podem ser benéficas para purgar restos de amostras tóxicas e aumentar a segurança do técnico. Uma linha de desvio permite que o fluido de purga flua através das conexões rápidas, garantindo que, se ocorrer derramamento quando o cilindro for desconectado, o derramamento será composto de fluido de purga e não da amostra tóxica.
• Design e construção duráveis. Os cilindros de amostra geralmente devem ser transportados a distâncias consideráveis ​​para análise laboratorial.

Como encher um cilindro corretamente

Na maioria dos casos, é mais apropriado encher um cilindro de amostra na orientação vertical. Existem algumas razões para isso.

Se estiver amostrando um líquido volátil, é melhor encher o cilindro de baixo para cima. Isso permite que qualquer gás aprisionado que possa estar no cilindro seja liberado pela parte superior à medida que é preenchido, normalmente através de um tubo de interrupção. Um tubo de interrupção também permite que o cilindro mantenha uma certa quantidade de espaço de vapor – um cilindro que está completamente cheio pode potencialmente romper no caso de uma mudança inesperada de temperatura. Por outro lado, ao amostrar gases, os cilindros devem ser preenchidos de cima para baixo. Isso permite que qualquer condensação que possa ter se formado na linha seja liberada pelo fundo.

Como manter seus cilindros de amostra

Como qualquer peça de equipamento industrial, os cilindros de amostra são propensos ao desgaste operacional regular. Cilindros danificados ou com defeito podem apresentar um problema de segurança para a equipe e podem comprometer a precisão e a integridade de suas práticas de amostragem. Tudo isso torna a manutenção regular e proativa do cilindro de amostra uma obrigação para qualquer operação centrada em amostragem. No mínimo, os cilindros de amostra devem ser submetidos a uma inspeção anual e teste de pressão. A cada cinco anos, eles devem ser recertificados.

No entanto, podem ocorrer danos entre essas inspeções. Alguns dos problemas mais comuns a serem observados incluem:

• Vazamento nos principais componentes, incluindo válvulas e conexões rápidas
• Corrosão resultante de problemas de compatibilidade com a amostra
• Condições da superfície interna, absorção
• Componentes instalados incorretamente

Como minimizar o potencial de erro humano

Por necessidade, a amostragem aleatória envolve um técnico extraindo fisicamente uma amostra do processo - isso introduz inerentemente o potencial de erro humano em seu processo. Felizmente, existem algumas estratégias diferentes para limitar esses erros.

Documentação. Os painéis de amostragem de garra podem estar disponíveis com uma placa gravada no painel, que pode conter detalhes úteis sobre como operar o painel, bem como solicitar peças de reposição, se necessário. As instruções tornam mais fácil para qualquer técnico tirar uma amostra, mesmo que não tenha operado o painel antes. A documentação de peças torna mais fácil notificar seu fornecedor exatamente do que você precisa, sem a necessidade de adivinhação.

Simplificação. Os sistemas de amostragem simples e intuitivos de operar podem limitar adicionalmente o potencial de erro humano. Por exemplo, um painel de amostragem de garra projetado especificamente para amostragem de gás pode garantir a orientação adequada do cilindro e a coleta de amostras de cima para baixo em cada uso. Conforme observado anteriormente, isso elimina a possibilidade de um técnico individual inserir ou retirar a amostra de forma inadequada. O mesmo pode ser dito para um painel projetado especificamente para amostragem de líquidos voláteis.

Os conjuntos de válvulas com engrenagens garantem que todas as válvulas necessárias para coletar uma amostra sejam ativadas na sequência correta.


Em outros lugares, os conjuntos de válvulas de engrenagem disponíveis garantem que todas as válvulas necessárias para coletar uma amostra sejam ativadas na sequência correta. Isso pode contribuir para a coleta segura de amostras, eliminando a necessidade de o operador abrir e fechar essas mesmas válvulas manualmente. Uma função de purga também pode ser incorporada em um conjunto de válvula de engrenagem, garantindo que os fluidos de purga não possam ser reintroduzidos no processo principal devido a erro humano.

Automação. Automatizar a coleta de amostras, embora tenha um custo inicial mais alto, pode reduzir ainda mais o erro humano. Um painel automatizado pode garantir que a porta do gabinete seja fechada corretamente, que as válvulas sejam abertas corretamente e em sequência e que o fluxo e a pressão do produto e da purga sejam mantidos com precisão. Isso geralmente pode ser feito conectando seus painéis de amostragem em um controlador lógico programável (PLC) ou no sistema de controle da planta. Certifique-se de verificar seus requisitos de área perigosa em qualquer lugar em que estiver adicionando fiação.

Em última análise, a amostragem aleatória deve ser um processo que lhe dê maior confiança de que você está fornecendo um produto de alta qualidade e de acordo com as especificações para seus clientes. Escolher sistemas de amostragem simples e bem projetados e fáceis de usar e seguir as melhores práticas estabelecidas em toda a sua instalação pode contribuir para esse objetivo.

Interessado em aprender mais sobre como aprimorar as práticas de amostragem aleatória em suas instalações? Os especialistas da Swagelok podem ajudá-lo a avaliar suas necessidades de amostragem aleatória e auxiliá-lo na escolha do sistema certo para você.