Практическое руководство по системам и методам отбора проб газа

Практическое руководство по методам отбора проб газа

Мэтт Диксон (Matt Dixon), ведущий инженер-конструктор, Swagelok

Оптимизация затрат на химическую обработку и поддержание высокого качества продукции требует регулярный отбор репрезентативных технологических сред для лабораторного анализа. Отбор лабораторных проб (grab/spot sampling) дает возможность подтвердить технологические условия, а также убедиться, что выпускаемый продукт соответствует внутренним требованиям или спецификациям заказчика. Данная операция верифицирует показания поточных анализаторов, которые все чаще используются для получения технологической информации в режиме реального времени.

Отбор проб характеризуется рядом трудностей, с которыми операторам необходимо справиться, чтобы получить достоверное представление об истинных технологических условиях. Далее мы рассмотрим такие моменты, а также способы их преодоления с помощью особых методик.

Больше подробной информации об отборе проб газа

Основные правила отбора проб газа

Соблюдение нескольких базовых правил не допускает фазовые переходы газов и летучих жидкостей. и обеспечивает неизменность состава пробы. Запомните следующие правила:

• Проба должна отражать реальные условия технологического процесса. Используйте специальные зонды для отбора проб газа из центральной части технологического трубопровода; при дальнейшей транспортировке проб не допускайте фазовых изменений.
• Отбор проб должен выполняться своевременно. Сократите время доставки проб от точки отбора до лаборатории, чтобы обеспечить их высокую репрезентативность. Проба должна быть чистой. Исключите застойные зоны перед контейнером для проб газа, обеспечьте надлежащую продувку и промывку системы, чтобы минимизировать вероятность загрязнения.
• Отбор проб должен быть безопасным. Отбор газовых проб включает в себя взаимодействие оператора с технологическими средами, что зачастую может нанести вред в случае прямого контакта. Соблюдений лучших практик и использование качественно разработанных систем газового пробоотбора важно не только для обеспечения точности проб, но и для безопасности оператора.
• Отбор проб газов и летучих жидкостей требует иных подходов, чем при работе с нелетучими жидкостями.

Как выбрать пробоотборный цилиндр

Поскольку газы и летучие жидкости более подвержены фазовому переходу и для точного анализа должны находиться под давлением, репрезентативные пробы отбирают в специальные пробоотборные цилиндры вместо стандартных емкостей с атмосферным давлением внутри. Кроме того, такие цилиндры эффективно защищают отбирающий пробу персонал и окружающую среду от паров и выбросов токсичных газов.

Пробоотборные цилиндры, как правило, изготавливают из бесшовной трубы, что обеспечивает постоянную толщину стенок, размеры и объем. Но выбор конкретного цилиндра зависит от рабочих условий и задач. Ваш поставщик цилиндров поможет с правильным выбором типа изделия.

При выборе цилиндра необходимо учесть несколько факторов:

• Наличие быстроразъемных соединений для безопасного и эффективного подключения и отключения цилиндра в точке отбора проб
• Плавный внутренний переход в горловине, который помогает исключить застой среды, упрощает очистку и повторное использование цилиндров
• Защита от избыточного давления, которая повышает уровень безопасности оператора. Разрывные мембраны и перепускные клапаны могут устанавливаться в тройнике, или быть интегрированы в основной клапан цилиндра.
• Правильный выбор материала и качества обработки поверхности, так как для некоторых газов или летучих жидкостей могут понадобиться специальные сплавы или материалы
• Встроенные обводные линии, которые можно использовать для слива остатков токсичных проб, не подвергая риску здоровье персонала. Обводная линия дает возможность промывочной среде проходить через быстроразъемные соединения. Когда при отключении цилиндра случится разлив, это будет промывочная среда, а не токсичная проба.
• Прочная конструкция. Зачастую пробоотборные цилиндры приходится перевозить на значительные расстояния до лаборатории.

Как правильно наполнять пробоотборный цилиндр

Чтобы правильно заполнить пробоотборный цилиндр, его обычно следует располагать вертикально. Тому есть несколько причин.

При отборе проб летучей жидкости цилиндр лучше всего наполнять снизу вверх. За счет этого при наполнении происходит вытеснение уловленного в цилиндре газа вверх, обычно через трубку для защиты от перелива. Кроме того, благодаря защите от перелива в цилиндре остается некоторое пространство для паров. Дело в том, что полностью заполненный цилиндр может разорвать в случае непредвиденного изменения температуры. При отборе проб газа, наоборот, цилиндр следует заполнять сверху вниз. Так образовавшийся в линии конденсат будет вытеснен через дно цилиндра.

Как обслуживать пробоотборные цилиндры

Регулярное и своевременное обслуживание пробоотборных цилиндров является необходимым условием для процессов, связанных с отбором проб. Как любое промышленное оборудование, пробоотборные цилиндры испытывают рабочий износ, в этой связи неисправные устройства могут быть опасны для сотрудников и приводить к искажению результатов. Для снижения таких рисков, пробоотборные цилиндры проходят ежегодную инспекцию и испытание под давлением. Кроме того, они подлежат повторной сертификации каждые пять лет.

Однако это не исключает их повреждения. Вот самые распространенные проблемы, на которые следует обратить внимание:

• утечки на основных единицах оборудования, в том числе клапанах и быстроразъемных соединениях
• коррозия, вызванная несовместимостью с пробой
• состояние внутренней поверхности, поглощение
• неправильно установленные компоненты

Больше подробной информации о контейнерах для отбора проб газа.

Пробоотборные цилиндры

Минимизация ошибок при отборе проб газа

Для отбора газовых проб необходимо выполнение оператором манипуляций с технологической средой, что привносит в процесс человеческий фактор, оставляющий возможность для ошибок. К счастью, есть разные стратегии минимизации человеческого фактора.

Документация для систем газового пробоотбора

На стенды для отбора газовых может устанавливаться выгравированная инструкция по эксплуатации стенда и необходимым сведениям для заказа запасных частей. Такая инструкция упрощает отбор проб, даже если техническим специалистам ранее не приходилось пользоваться стендом. Документация на комплектующие помогает определить точные требования при обращении к поставщику, без предположений и догадок.

Корректное положение пробоотборного цилиндра

Простые и интуитивные системы отбора газовых проб могут дополнительно снизить влияние человеческого фактора. Использование стенда, специально предназначенного для отбора проб газа, обеспечивает верное положение цилиндра и его наполнение сверху вниз. Как было сказано выше, это позволяет избежать ситуаций, когда оператор неверно подключает цилиндр или отбирает пробу. Все это справедливо и для стендов, специально предназначенных для отбора летучих жидкостей.

Клапанные узлы с механическим приводом

Все это гарантирует срабатывание всех клапанов, необходимых для отбора проб, в правильной последовательности. Оператору не придется открывать и закрывать клапаны вручную, что поможет обеспечить безопасность отбора проб. В подобную систему можно встроить функцию промывки, благодаря чему промывочная жидкость не сможет попасть в технологическую среду вследствие ошибки оператора.

Автоматический сбор проб

Средства автоматизации отбора проб повышают первоначальную стоимость системы, но снижают влияние человеческого фактора. Автоматический стенд может гарантировать, что дверца корпуса закрыта надлежащим образом, клапаны открыты верно и в правильном порядке, работа с продукцией и продувка осуществляются точно, с поддержанием соответствующего давления. Как правило, автоматизацию можно обеспечить, подключив стенд для отбора лабораторных проб к программируемому логическому контроллеру (ПЛК) или заводской системе управления. Обязательно ознакомьтесь с требованиями к работе в опасных зонах перед прокладкой кабелей.

Отбор газовых проб придает уверенность в том, что вы предлагаете своим заказчикам высококачественную и соответствующую требованиям продукцию. Выбор удобных в применении газовых пробоотборных систем с продуманной конструкцией и исполнение проверенных рекомендаций в масштабах всего предприятия позволят достичь этой цели.

Хотите узнать подробнее, как эффективнее организовать процесс отбора газовых проб на вашем предприятии? Технические специалисты Swagelok помогут оценить потребности в сфере отбора газовых проб  и выбрать подходящую именно вам систему.

Свяжитесь с нашими специалистами