Prevenindo Erros Clássicos em Sistemas de Amostragem de Líquidos e Gases

Evitando Erros Clássicos em Sistemas de Amostragem de Líquidos e Gases

Karim Mahraz, Gerente de Produto Swagelok, Instrumentação Analítica

O projeto de sistemas de amostragem é um processo delicado; qualquer pequeno erro pode levar a operação não confiável do sistema. Muitos erros que ocorrem hoje também atormentavam projetistas no passado. Agora é a hora de aprender como evitar erros relacionados a sistemas de amostragem de líquidos e gases.

Obtendo Melhores Amostras de Gás

Gases se comportam de forma diferente com flutuações de pressão e temperatura – ambas prováveis de ocorrer em um sistema de amostragem. Essas flutuações podem resultar em condensação ou atraso de tempo – afetando os resultados do analisador. Para evitar esses problemas, tente reduzir a pressão de uma amostra de gás o mais cedo possível, o máximo possível. Isso reduzirá a temperatura da amostra, o que ajuda a minimizar o potencial de condensação à medida que o gás flui através do sistema de amostragem. Reduzir a pressão também minimiza necessidades de aquecimento posteriores. Você pode reduzir a pressão da amostra de gás em reguladores e restritores, como válvulas de agulha, orifícios ou tubos capilares. A condensação será mais provável no lado de alta pressão desses componentes.

Ao projetar um sistema de amostragem de gás, nunca:

• Transporte um Gás em sua Temperatura de Ponto de Orvalho: Um gás em sua temperatura de ponto de orvalho está saturado e propenso a condensar a qualquer momento. Reduza a pressão ou aqueça a linha. Você pode ter mais sucesso aquecendo a linha; a queda de pressão pode não prevenir condensação adicional se o gás esfriar em algum ponto posterior da linha.
• Assuma que o Isolamento Manterá uma Linha de Gás Quente: O isolamento pode ajudar – no entanto, quaisquer quedas de pressão dentro do sistema reduzirão a temperatura do gás. Eventualmente, o gás pode atingir sua temperatura de ponto de orvalho e condensar. Portanto, use rastreamento térmico para garantir aquecimento uniforme ao longo da linha conforme necessário.
• Tenha uma Linha Não Aquecida a Montante de uma Queda de Pressão se Aquecer o Lado a Jusante: Lembre-se, a temperatura da amostra de gás diminuirá no ponto da queda de pressão. O diferencial de temperatura resultante será ainda maior neste cenário, o que significa maior potencial de condensação.
• Deixe de Aquecer um Regulador Reduzindo Mais que 20 bar: Quando um gás encontra uma perda drástica de pressão, ele também experimenta uma perda drástica de temperatura – tanto que o regulador pode congelar. Isso é devido ao efeito Joule-Thomson. Aquecendo o regulador, e provavelmente a tubulação adjacente e outros componentes, você pode mitigar este efeito.
• Execute Tubos Não Aquecidos em um Abrigo Climatizado Quando as Linhas Externas São Rastreadas Termicamente: A queda rápida de temperatura – de quente para frio – resultará em potencial de condensação indesejado, bem como redução de pressão. Continue o rastreamento térmico na linha dentro do abrigo.

Obtendo Melhores Amostras Líquidas

Enquanto amostras de gás requerem uma redução significativa de pressão, amostras líquidas, por outro lado, necessitam de um aumento de pressão pelo maior tempo possível. Isso ocorre porque líquidos perdem pressão ao viajar através de tubos longos ou restritores de fluxo. Pressão mais alta na frente ajudará a mover o fluido mais adiante no sistema a uma pressão maior, potencialmente eliminando qualquer necessidade de uma bomba a jusante e ajudando a reduzir o atraso de tempo.

Ao projetar um sistema de amostragem de líquido, nunca:

• Transporte um Líquido em sua Temperatura de Ponto de Bolha: A temperatura do ponto de bolha é o ponto de ebulição inicial do líquido e pode ser muito menor que o esperado, particularmente quando o líquido contém gás dissolvido. Tente manter a pressão o mais alta possível até o analisador.
• Reduza a Pressão do Líquido no Ponto de Coleta: Reduzir a pressão do líquido exatamente no ponto de coleta pode levar a um atraso de tempo significativo ou à necessidade de instalar bombas a jusante. Lembre-se, você deseja manter pressão suficiente desde o ponto de coleta através de quaisquer componentes intermediários até o analisador.
• Instale uma Válvula de Agulha Antes de um Analisador ou Medidor de Vazão: A queda de pressão causada por uma válvula de agulha ou outro dispositivo restritivo provavelmente liberará bolhas de vapor no fluxo líquido, o que pode interferir nos resultados do analisador. Você deseja manter a pressão alta e a temperatura baixa (mas não abaixo do ponto de fluidez do líquido) para evitar borbulhamento.
• Instale uma Válvula de Agulha Antes de um Vaporizador: Atraso de tempo é comum em muitas partes de sistemas de amostragem de líquidos, mas a linha de entrada de um vaporizador é o culpado mais frequente. É difícil obter uma resposta de analisador de cinco minutos quando um vaporizador está envolvido. Instalar uma válvula de agulha antes do vaporizador tornará o processo ainda mais lento.

Preparando-se para o Sucesso

O projeto de sistemas de amostragem é uma arte delicada – cada sistema é diferente do próximo. Os conselhos acima ajudarão a melhorar seu sucesso na amostragem, tornando a vida mais fácil para o próximo projetista de sistema que usar seu design.

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