Evitando erros clássicos do sistema de amostragem de líquido e gás

Evitando erros clássicos do sistema de amostragem de líquido e gás

Karim Mahraz, Gerente de Produto Swagelok, Instrumentação Analítica

O projeto do sistema de amostragem é um processo delicado; qualquer pequeno passo em falso pode levar a uma operação não confiável do sistema. Muitos erros que ocorrem hoje também atormentaram os designers no passado. Agora é a hora de aprender a evitar erros relacionados aos sistemas de amostragem de líquidos e gases.

Obtendo melhores amostras de gás

Os gases se comportam de maneira diferente com flutuações de pressão e temperatura – ambas as quais provavelmente ocorrerão 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 rápido possível, tanto quanto possível. Isso reduzirá a temperatura da amostra, o que ajuda a minimizar o potencial de condensação à medida que o gás flui pelo sistema de amostragem. Reduzir a pressão também minimiza as necessidades de aquecimento ao longo da linha. Você pode diminuir 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 provavelmente condensará a qualquer momento. Reduza a pressão ou aqueça a linha. Você pode ter mais sucesso aquecendo a linha; a queda de pressão pode não impedir mais condensação se o gás esfriar em algum lugar abaixo da linha.
• Suponha que o isolamento manterá uma linha de gás aquecida: O isolamento pode ajudar - no entanto, qualquer queda de pressão dentro do sistema reduzirá a temperatura do gás. Eventualmente, o gás pode atingir sua temperatura de ponto de orvalho e condensar. Portanto, use o rastreamento de calor para garantir um aquecimento uniforme ao longo da linha conforme necessário.
• Tenha uma linha não aquecida a montante de uma queda de pressão se você 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 um maior potencial de condensação.
• Falha ao aquecer um regulador caindo mais de 20 bar: Quando um gás encontra uma perda drástica de pressão, ele também sofre uma perda drástica de temperatura – tanto que o regulador pode congelar. Isso se deve ao efeito Joule-Thomson. Ao aquecer o regulador e provavelmente a tubulação adjacente e outros componentes, você pode mitigar esse efeito.
• Execute tubos não aquecidos em um abrigo com ar condicionado quando as linhas externas são traçadas a quente: A rápida queda de temperatura – de quente para frio – resultará em um potencial de condensação indesejado, bem como em uma redução na pressão. Continue o traçado de calor na linha dentro do abrigo.

Obtendo amostras de líquidos melhores

Onde as amostras de gás requerem uma redução significativa na pressão, as amostras líquidas, por outro lado, necessitam de um aumento de pressão pelo maior tempo possível. Isso ocorre porque os líquidos caem de pressão ao passar por tubos longos ou restritores de fluxo. Uma pressão mais alta no frontend ajudará a mover o fluido ainda mais pelo sistema a uma pressão maior, eliminando potencialmente qualquer necessidade de uma bomba a jusante e ajudando a reduzir o atraso.

Ao projetar um sistema de amostragem de líquidos, nunca:

• Transporte um líquido na temperatura do ponto de bolha: A temperatura do ponto de bolha é o ponto de ebulição inicial do líquido e pode ser muito menor do que o esperado, principalmente quando o líquido contém gás dissolvido. Tente manter a pressão o mais alta possível em todo o analisador.
• Baixe a pressão do líquido na torneira: A queda da pressão do líquido no ponto da torneira pode levar a um atraso significativo ou à necessidade de instalar bombas a jusante. Lembre-se, você deseja manter pressão suficiente desde a torneira, passando por qualquer componente intermediário 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 de líquido, o que pode interferir nos resultados do analisador. Você quer manter a pressão alta e a temperatura baixa (mas não abaixo do ponto de fluidez do líquido) para evitar borbulhar.
• Instale uma válvula de agulha antes de um vaporizador: O atraso de tempo é comum em muitas partes dos sistemas de amostragem de líquidos, mas a linha de entrada de um vaporizador é o culpado mais frequente. É difícil obter uma resposta do analisador de cinco minutos quando um vaporizador está envolvido. A instalação de uma válvula de agulha antes do vaporizador retardará ainda mais o processo.

Preparando-se para o sucesso

O design do sistema de amostragem é uma arte delicada – cada sistema é diferente do outro. O conselho acima o ajudará a melhorar seu sucesso de amostragem, facilitando a vida do próximo projetista de sistema que usar seu projeto.

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