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Otimize Amostragem com Módulos Pré-Projetados de Sonda, Calibração e Comutação

Módulos de Sonda de Amostragem e Mais Maneiras de Simplificar Amostragem com Subsistemas Padrão

Karim Mahraz, gerente de produto Swagelok, instrumentação analítica

Subsistemas padrão pré-projetados podem trazer eficiência a uma operação simplificando o projeto de sistemas de controle e amostragem de fluidos. O uso de sistemas padrão tem o benefício adicional de reduzir significativamente custos de instalação, tempo de inatividade e manutenção geral, permitindo que gerentes de plantas e instalações adquiram e montem peças enquanto garantem consistência entre instalações — até mesmo entre continentes.

Em última análise, gerentes de plantas e instalações estão economizando tempo, esforço e energia que podem ser reaproveitados para melhorar eficiências e reduzir custos em outras áreas da planta.

Abaixo estão tipos comuns de subsistemas que podem melhorar o desempenho de seus sistemas de amostragem, e como cada um pode funcionar para melhorar eficiências em seu sistema de amostragem.

Módulos de Calibração e Comutação (CSM)

A principal função do CSM é condicionar e selecionar fluxos de processo, ou selecionar um fluxo de calibração para análise. No mínimo, cada sistema deve ter duas entradas — duas entradas de fluxo de processo, ou uma entrada de fluxo de processo e uma entrada de fluxo de calibração. O sistema seleciona um fluido para análise em resposta a um sinal de pressão pneumática de uma fonte externa, tipicamente o analisador. O sinal abre um dos módulos de válvula de bloqueio duplo e purga (DBB) do seletor de fluxo (SSV) correspondente ao fluxo contendo o fluido a ser analisado. Usar um CSM, como o oferecido pela Swagelok, oferece várias vantagens adicionais, incluindo:

Dependendo da aplicação, um módulo de loop rápido (explicado em mais detalhes abaixo) pode fornecer ao CSM fluxo de um filtro de bypass de loop rápido para tempo de resposta melhorado ao analisador. O CSM pode incorporar bypasses adicionais que podem ser retornados à linha de processo — através do loop rápido ou separadamente — ou enviados a um sistema de descarte. O número de entradas será determinado pelo número de amostras e linhas de calibração sendo enviadas a um único analisador.

Módulos de Sonda de Amostragem (SPM)

Usar módulos de sonda de amostragem em conjunto com válvulas de sonda de amostragem (SPV) pode melhorar a segurança, bem como a pureza e pontualidade da amostra. Uma sonda fornece uma resposta mais rápida do analisador reduzindo o volume do sistema de amostragem. O volume do bico pode ser significativo, aumentando o volume de purga necessário de todo o sistema de amostragem. Além disso, a sonda permite que a amostra seja extraída do centro do tubo de processo, o que elimina a extração de lodo ao longo das paredes do tubo. Além disso, o uso de cortes em ângulo de 45° da sonda reduz muito a quantidade de particulado extraído no sistema de amostragem. Ambas as características ajudam a garantir que a sonda extraia uma amostra representativa do processo.

Por estas razões, recomenda-se usar uma sonda em tubos maiores que 2 pol. (50 mm). Isso é especialmente crítico para tubos maiores que 4 pol. (100 mm). Projetos de sonda podem variar em comprimento, diâmetro, espessura de parede e materiais de construção. Estes parâmetros afetarão a resistência da sonda, capacidade de filtragem e velocidade de fluxo interno. Sondas soldadas mais grossas e maiores suportarão mais impacto de fluxos de processo altos mas oferecem velocidades de fluxo mais lentas através do diâmetro interno maior. No entanto, esta velocidade de fluxo mais lenta permite que mais partículas caiam fora da sonda em vez de continuar no sistema de amostragem. Sondas retráteis menores não são tão fortes quanto sondas soldadas, mas seu volume interno menor fornece velocidades de fluxo mais rápidas ao analisador. Saiba mais sobre Módulos de Sonda de Amostragem Swagelok aqui.

Módulos de Loop Rápido (FLM)

Módulos de loop rápido são projetados para lidar com altos fluxos em linhas de transporte de amostra para reduzir atrasos de tempo para sistemas de analisador online. Localizado no abrigo do analisador e oferecendo um bypass, o módulo de loop rápido (FLM) pode isolar o sistema de amostragem e introduzir um gás de purga para limpeza do sistema. O FLM da Swagelok extrai uma amostra através de um filtro enquanto usa a alta taxa de fluxo do bypass para manter o elemento do filtro limpo.

Um loop rápido precisa de duas tomadas de processo: uma para fornecimento de amostra e uma para retorno de amostra. Para evitar o custo de uma bomba de amostra e melhorar a confiabilidade do sistema de amostragem, selecione um local de retorno que tenha pressão menor que a tomada de fornecimento. Escolha locais de tomada de processo que estejam o mais próximo possível do analisador. Se a amostra contém um gás condensável, aqueça as linhas de loop rápido e o FLM acima da temperatura do ponto de orvalho da amostra na pressão do processo. Uma amostra líquida só precisará ser aquecida se for necessário para evitar congelamento.

Módulos de Estação de Campo (FSM)

Um módulo de estação de campo (FSM) reduz a pressão do gás de processo antes de transportá-lo para um analisador. Transportar uma amostra de gás a baixa pressão oferece três benefícios principais:

Cabeçais de Distribuição de Fluido (FDH)

Cabeçais de distribuição de fluido são montagens de componentes comuns usadas em uma variedade de aplicações de gás e líquido. Um FDH fornece um caminho de fluxo enquanto permite múltiplas saídas, agindo muito como uma grande conexão de ramificação. Um cabeçal de distribuição de fluido é caracterizado por uma entrada em uma extremidade e um dreno na outra extremidade com múltiplas saídas nos lados. Cabeçais de distribuição de fluido típicos são fabricados a partir de um pedaço de tubo ou barra e apresentam conexões finais soldadas ou rosqueadas.

Como um manifold de distribuição ou cabeçal, um FDH conecta vários usuários à fonte de um fluido utilitário. Aplicações típicas incluem:

Em uma casa de analisador típica, por exemplo, um FDH é um cabeçal de ar de instrumento, outro FDH é o cabeçal de nitrogênio de planta, e ainda outro FDH é o cabeçal de vapor de baixa pressão. Se necessário, múltiplos subsistemas FDH podem ser aparafusados juntos, extremidade a extremidade, para fazer percursos de cabeçal mais longos.

Tipicamente, um FDH tem uma válvula de isolamento principal e várias saídas — cada uma com sua própria válvula de isolamento. Para gases potencialmente úmidos, como ar comprimido ou vapor, é melhor instalar o FDH verticalmente com uma válvula de dreno na parte inferior. Para serviço líquido, é melhor instalar o FDH verticalmente com a entrada na parte inferior e a válvula superior atuando como um respiro para remover ar aprisionado ou permitir ar para drenar o FDH durante manutenção.

Para consultas ou mais informações sobre subsistemas padrão pré-projetados Swagelok ou outros serviços de avaliação e consultoria de fluidos, entre em contato com seu centro de vendas e serviços local.

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