Como lidar com problemas práticos de desempenho em sistemas de fluido e amostragem

Enfrentando problemas práticos de desempenho em sistemas de fluidos e amostragem

Phil Mathews, Diretor de Serviços Técnicos, Swagelok Los Angeles

Em sistemas de fluidos industriais e sistemas de amostragem existem seis objetivos primários, três analíticos e três operacionais. Os objetivos analíticos são uma amostra compatível com o analisador, uma amostra que seja oportuna para que ações possam ser tomadas com base no resultado e uma amostra que seja representativa das condições do processo. Os objetivos operacionais são um sistema de fluido confiável, econômico e seguro. Atingir esses objetivos depende de levar em consideração o design completo e várias coisas aparentemente pequenas que podem afetar o desempenho.

Quais são as “pequenas coisas”? Os sistemas industriais podem incluir inúmeros componentes, incluindo tubos e conexões para tubos, válvulas, medidores e muito mais. Cada um desses componentes representa um ponto de falha em potencial, e a escolha do componente errado pode afetar a eficiência operacional, a qualidade do produto ou, no pior cenário, a segurança do trabalhador. E mesmo que todas as escolhas certas tenham sido feitas, uma variedade de fatores pode afetar a precisão da amostra ou a qualidade do produto de uso final, uma vez que o sistema está operando em condições reais.

Aqui estão alguns fatores-chave que podem estar influenciando o desempenho geral do seu fluido ou sistema de amostragem:

Os materiais são importantes para a medição de amostras. Ao amostrar um fluido de processo, uma amostra deve ser compatível com o analisador, oportuna para que ações possam ser tomadas e representativa do processo para fornecer um resultado significativo. Um operador de planta pode ter instalado analisadores de processo de última geração para garantir que seu produto esteja atendendo às especificações exatas - mas esse analisador de processo é tão bom quanto a amostra que está analisando, o que depende muito do condicionamento da amostra sistema.

Em sua jornada da linha de processo principal até o analisador, vários fatores podem influenciar negativamente a amostra e sua precisão ou utilidade. Alguns desses fatores podem não representar necessariamente um risco potencial de segurança, mas podem resultar em tempo de inatividade desnecessário ou deixar os operadores coçando a cabeça sobre o motivo pelo qual as amostras podem não estar atendendo às especificações ou rastreando alterações conhecidas do processo.

Um dos problemas mais comuns que nossa equipe vê em campo é a simples incompatibilidade ou adequação do material da mangueira para uma determinada aplicação. Por exemplo, gases de processo com moléculas muito pequenas – coisas como hélio, hidrogênio ou mesmo dióxido de carbono – podem permear os fluoropolímeros. Um técnico pode estar recebendo erros de medição simplesmente porque uma mangueira de Teflon® foi usada em uma aplicação onde não é ideal, influenciando a representatividade da amostra. Outro problema semelhante é a adsorção, em que um analito de mídia do sistema adere fisicamente à parede interna de um tubo ou mangueira, levando a problemas de medição do analisador, pois a amostra não é mais representativa do processo.

Esses problemas podem causar um tempo significativo e muitas vezes desnecessário de solução de problemas para diagnosticar e obter uma amostra representativa, mesmo quando o próprio fluido do processo pode, de fato, estar perfeitamente de acordo com as especificações. Certifique-se de que todas as mangueiras em seu sistema de amostragem sejam totalmente compatíveis com a mídia e a aplicação do sistema para evitar imprecisões.

Veja como podemos ajudar a otimizar seus sistemas:

Selecionar os componentes certos para evitar complexidade. Em muitos sistemas de fluidos, o produto deve ser mantido a uma determinada pressão ou temperatura para atender a uma especificação ou evitar a mudança de fase. Mas as perdas de pressão e a transferência de calor ocorrem naturalmente à medida que o fluido se move por todo o sistema, o que significa que os operadores tomam certas medidas para garantir que a pressão seja mantida em um nível adequado.

Embora algumas perdas de pressão sejam inevitáveis, existem certas práticas recomendadas que podem ser seguidas para minimizá-las. Por exemplo, o dimensionamento adequado da linha e a seleção da válvula são essenciais para manter a pressão desejada sem adicionar complexidade desnecessária ao sistema. Não é incomum que a complexidade aumente desnecessariamente durante os ciclos de manutenção em um sistema mal projetado, por exemplo, adicionando medidas suplementares para manter a pressão alvo, como uma bomba de amostra.

Mas por que adicionar uma bomba se você não precisa? Considere a complexidade que uma bomba de pressão suplementar traz para um sistema de fluido; é mais um componente que exigirá energia própria para operar, atenção dos técnicos para verificações regulares de manutenção, peças de reposição quando ocorrerem falhas e outras preocupações contínuas. Reservar um tempo para entender completamente o sistema e identificar a válvula correta - e encomendá-la, se a válvula certa ainda não estiver disponível em sua loja de peças - antes de fazer uma substituição pode fazer uma grande diferença em termos de desempenho geral do sistema de fluido e eficiência.

Manter pressões e temperaturas adequadas. Assim como a pressão, a temperatura é um fator crítico nas mudanças de fase e pode ser influenciada por uma variedade de fatores nos sistemas de condicionamento de fluidos e amostras. E, em alguns casos, os técnicos devem prestar atenção especial para garantir que a temperatura correta seja mantida em todo o sistema.

Considere retirar amostras de uma linha de processo de gás. Os gases quentes podem cair de temperatura muito rapidamente e podem condensar rapidamente em líquidos se as medidas corretas não forem tomadas. Se a temperatura e a pressão não forem gerenciadas adequadamente desde o ponto em que a amostra do processo é retirada do sistema principal ao longo de sua jornada até o analisador, o resultado é uma amostra ruim. Não é preciso muito – apenas 30 centímetros de tubulação não isolada ou aquecida inadequadamente pode causar uma queda significativa na temperatura do gás, o que pode resultar em uma amostra de fase mista que não é mais representativa ou muito útil.

Alguns técnicos que lidam com problemas de condensação podem adicionar coalescedores ou potes no sistema de condicionamento de amostras para remover líquidos, mas isso nem sempre é uma prática recomendada e pode comprometer ainda mais a utilidade de uma amostra. Em vez disso, certifique-se de que toda a tubulação esteja isolada ou aquecida para evitar a condensação em primeiro lugar.

Quer saber mais sobre a otimização adequada do seu fluido ou sistema de amostragem? Entre em contato para agendar uma avaliação de fluido ou sistema de amostragem com nossos especialistas.