Resolvendo Desafios Reais de Desempenho em Sistemas Industriais de Fluidos e Amostragem

Enfrentando Questões Práticas de Desempenho em Sistemas de Fluidos e Amostragem

Phil Mathews, Diretor de Serviços Técnicos, Swagelok Los Angeles

Em sistemas industriais de fluidos e amostragem, existem seis objetivos primários, três analíticos e três operacionais. Os objetivos analíticos são: uma amostra compatível com o analisador, uma amostra oportuna para que ações possam ser tomadas com base no resultado, e uma amostra representativa das condições do processo. Os objetivos operacionais são: um sistema de fluidos confiável, econômico e seguro. Alcançar esses objetivos depende de levar em conta o projeto completo e uma série de detalhes aparentemente pequenos que podem impactar o desempenho.

O que são essas "pequenas coisas"? Sistemas industriais podem compreender incontáveis componentes, incluindo tubos e conexões de tubo, válvulas, manômetros e muito mais. Cada um desses componentes representa um ponto potencial de falha, e a escolha do componente errado pode impactar 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 impactar a precisão da amostra ou a qualidade do produto final uma vez que o sistema está operando sob condições reais.

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

Os materiais importam para a medição da amostra. Ao amostrar um fluido de processo, a 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 atenda a especificações exatas — mas esse analisador de processo é tão bom quanto a amostra que ele analisa, o que depende fortemente do sistema de condicionamento de amostra.

Em sua jornada da linha principal de processo até o analisador, vários fatores podem influenciar negativamente a amostra e sua precisão ou utilidade. Alguns desses fatores podem não necessariamente representar um risco de segurança potencial, mas podem resultar em tempo de inatividade desnecessário ou deixar operadores perplexos quanto ao porquê de as amostras não estarem atendendo às especificações ou acompanhando mudanças conhecidas no processo.

Um dos problemas mais comuns que nossa equipe vê em campo é a simples incompatibilidade ou inadequação do material da mangueira para uma dada aplicação. Por exemplo, gases de processo com moléculas muito pequenas — como hélio, hidrogênio ou até dióxido de carbono — podem permear através de fluoropolímeros. Um técnico pode estar obtendo erros de medição simplesmente porque uma mangueira Teflon® foi usada em uma aplicação para a qual não é idealmente adequada, influenciando a representatividade da amostra. Outro problema semelhante é a adsorção, onde um analito da 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 tempo de solução de problemas significativo e muitas vezes desnecessário para diagnosticar e obter uma amostra representativa, mesmo quando o fluido de processo em si pode de fato estar perfeitamente dentro da especificação. Garanta que quaisquer mangueiras em seu sistema de amostragem sejam totalmente compatíveis com a mídia do sistema e a aplicação para evitar imprecisões.

Veja como podemos ajudar a otimizar seus sistemas:

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

Embora algumas perdas de pressão sejam inevitáveis, existem certas práticas recomendadas que podem ser seguidas para minimizá-las. Por exemplo, dimensionamento adequado de linhas e seleção de válvulas é essencial para manter a pressão desejada sem adicionar complexidade desnecessária ao sistema. Não é incomum que a complexidade aumente desnecessariamente durante 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 não for necessário? Considere a complexidade que uma bomba de pressão suplementar traz a um sistema de fluidos; é mais um componente que exigirá sua própria energia para operar, atenção de técnicos para verificações de manutenção regulares, peças de reposição quando ocorrer falha, e outras preocupações contínuas. Dedicando tempo antecipado para entender completamente o sistema e identificar a válvula correta — e encomendá-la, se a válvula certa não estiver já disponível em sua oficina de peças — antes de fazer uma substituição, pode fazer uma grande diferença em termos de desempenho e eficiência geral do sistema de fluidos.

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

Considere a coleta de amostras de uma linha de processo a gás. Gases quentes podem cair de temperatura muito rapidamente e condensar em líquidos se as medidas certas não forem tomadas. Se a temperatura e a pressão não forem gerenciadas adequadamente desde o ponto em que a amostra de processo é retirada do sistema principal até sua jornada ao analisador, o resultado é uma amostra ruim. Não é preciso muito — apenas 30 cm de tubulação não isolada ou inadequadamente aquecida 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 lidando com problemas de condensação podem adicionar coalescedores ou potes de nocaute ao sistema de condicionamento de amostra para remover líquidos, mas isso nem sempre é uma prática recomendada, e pode comprometer ainda mais a utilidade de uma amostra. Em vez disso, garanta que toda a tubulação seja isolada ou aquecida para evitar a condensação em primeiro lugar.

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