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Tratar Problemas Prácticos de Rendimiento en Sistemas de Fluidos y de Toma de Muestra

Ingeniería de campo Swagelok

Tratar Problemas Prácticos de Rendimiento en Sistemas de Fluidos y de Toma de Muestra

10 de Marzo de 2020 | Phil Mathews, Director de Servicios Técnicos, Swagelok Los Angeles

En los sistemas de fluidos y de toma de muestras industriales hay seis objetivos principales; tres analíticos y tres operativos. Los objetivos analíticos son una muestra compatible con el analizador, una muestra que sea puntual para poder tomar medidas en base al resultado, y una muestra que sea representativa de las condiciones de proceso. Los objetivos operativos son un sistema de fluidos fiable, rentable y seguro. El cumplimiento de estos objetivos depende de tener en cuenta el diseño completo, y una serie de detalles aparentemente pequeños que pueden afectar al rendimiento.

¿Qué son «pequeños detalles"? Los sistemas industriales pueden contener un sinnúmero de componentes, incluyendo tubo y racores para tubo, válvulas, manómetros y mucho más. Cada uno de estos componentes representa un punto de fallo potencial, y la elección del componente equivocado puede afectar a la eficiencia operativa, a la calidad del producto o, en el peor de los casos, a la seguridad de los trabajadores. E incluso si se han tomado todas las decisiones correctas, hay una variedad de factores que pueden afectar a la precisión de la muestra o a la calidad del producto final, una vez que el sistema funciona en condiciones reales.

Teniendo esto en cuenta, aquí hay algunos factores clave a buscar, que pueden estar influyendo en el rendimiento global de su sistema de fluidos o de toma de muestra:

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Los materiales son importantes para la medición de la muestra. Cuando se toma una muestra de un fluido de proceso, ésta debe ser compatible con el analizador, puntual para que se puedan tomar medidas, y representativa del proceso para proporcionar un resultado significativo. Un operador de planta puede haber instalado analizadores de proceso de última generación, para asegurarse de que su producto cumple con las especificaciones exactas, pero el analizador de proceso sólo puede interpretar la muestra que está analizando, lo cual depende en gran medida del sistema de acondicionamiento de la muestra.

En su recorrido desde la línea principal del proceso hasta el analizador, hay varios factores que pueden influir negativamente en la muestra y en su exactitud o utilidad. Algunos de estos factores pueden no suponer necesariamente un riesgo potencial de seguridad, pero pueden dar lugar a una parada innecesaria, o dejar a los operadores preguntándose por qué las muestras no cumplen las especificaciones o no reflejan los cambios conocidos en el proceso.

Uno de los problemas más comunes que nuestro equipo ve en campo, es la simple incompatibilidad o idoneidad del material de la manguera en una aplicación dada. Por ejemplo, los gases de proceso con moléculas muy pequeñas—como el helio, el hidrógeno o incluso el dióxido de carbono—pueden atravesar los fluoropolímeros. Un técnico puede estar obteniendo errores de medición, simplemente porque se ha utilizado una manguera de Teflón® en una aplicación en la que no es ideal, lo que influye en la representatividad de la muestra. Otro problema similar es la adsorción, en la que una partícula del fluido del sistema se adhiere físicamente a la pared interior de un tubo o manguera, provocando problemas de medición en el analizador, ya que la muestra ya no es representativa del proceso.

Estos problemas pueden suponer un tiempo significativo y con frecuencia innecesario para diagnosticar, solucionar y obtener una muestra representativa, incluso cuando el fluido de proceso en si puede estar perfectamente dentro de las especificaciones. Asegúrese de que las mangueras de su sistema de toma de muestra sean totalmente compatibles con el fluido y la aplicación del sistema para evitar inexactitudes.

Seleccionar los componentes adecuados para evitar la complejidad. En muchos sistemas de fluidos, el producto debe mantenerse a una cierta presión o temperatura para cumplir con una especificación o evitar el cambio de fase. Pero la pérdida de presión y la transferencia de calor se producen de forma natural a medida que el fluido se mueve por el sistema, lo que significa que los operarios deben tomar ciertas medidas para garantizar que la presión se mantiene a un nivel adecuado.

Si bien algunas pérdidas de presión son inevitables, existen ciertas prácticas óptimas que pueden seguirse para minimizarlas. Por ejemplo, determinar el tamaño adecuado de la línea y de la válvula es esencial para mantener la presión requerida, sin añadir una complejidad innecesaria al sistema. No es raro que la complejidad aumente innecesariamente durante el mantenimiento de un sistema mal diseñado, por ejemplo, añadiendo medidas suplementarias para mantener la presión requerida, como una bomba de toma de muestras.

Pero, ¿por qué añadir una bomba si no es necesario? Piense en la complejidad que una bomba de presión auxiliar añade a un sistema de fluidos; es un componente más que necesita su propia energía para funcionar, la atención de los técnicos para las revisiones de mantenimiento periódico, los repuestos cuando se produzca un fallo y otras preocupaciones continuas. Tomarse el tiempo necesario para entender completamente el sistema e identificar la válvula correcta—y pedirla, si no está disponible en su almacén—para sustituirla, puede marcar una gran diferencia en términos de rendimiento y eficiencia del sistema de fluidos.

Mantener las presiones y temperaturas adecuadas. Al igual que la presión, la temperatura es un factor crítico en los cambios de fase, y hay varios factores de los sistemas de acondicionamiento de fluidos y muestras que pueden influir en ella. Y en algunos casos, los técnicos deben prestar especial atención para asegurar que se mantenga la temperatura adecuada en todo el sistema.

Veamos la posibilidad de tomar muestras de una línea de proceso de gas. Los gases calientes pueden enfriarse muy rápidamente, y pueden condensarse rápidamente en líquidos si no se toman las medidas adecuadas. Si la temperatura y la presión no se controlan correctamente desde el punto en que se toma la muestra de proceso del sistema principal y durante su recorrido hasta el analizador, el resultado es una mala muestra. Y no hace falta mucho: poco más de 30 cm de tubo sin aislar o calentado incorrectamente, pueden causar una caída significativa de la temperatura del gas, lo que puede dar lugar a una muestra de fase mixta que ya no es representativa o útil..

Para solucionar problemas de condensación, los técnicos pueden instalar filtros coalescentes o potes de condensación al sistema de acondicionamiento de muestras para eliminar los líquidos, pero esa no siempre es una buena práctica y puede comprometer aún más la utilidad de una muestra. En lugar de eso, asegúrese de que todo el tubo esté aislado o caldeado para evitar la condensación desde el principio.

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