Muestreo de toma de gas representativo y seguro

Mejores prácticas para el muestreo de gases y líquidos volátiles

Matt Dixon, ingeniero principal sénior de diseño, Swagelok

La optimización de sus costos de procesamiento químico y el mantenimiento de productos de alta calidad requieren la captura regular de fluidos de proceso representativos para análisis de laboratorio. El muestreo manual, también llamado muestreo puntual, muestreo de campo o simplemente muestreo, ayuda a validar las condiciones del proceso y verificar que el producto que está fabricando cumple con las especificaciones internas o basadas en el cliente. El muestreo manual también puede ayudar a verificar las lecturas de los analizadores en línea, una forma cada vez más popular de obtener información en tiempo real sobre su proceso.

El muestreo manual de gas presenta un conjunto único de desafíos que los operadores deben superar para obtener un retrato preciso de las condiciones reales del proceso. Siga leyendo mientras exploramos estos desafíos y cómo superarlos con las técnicas correctas.

Reglas básicas para el muestreo

Los gases y líquidos volátiles deben recolectarse y mantenerse a temperaturas y presiones que inhiban los cambios de fase, que pueden alterar la composición de las muestras. Recuerda estas reglas básicas:

1. La muestra debe representar el proceso. Utilice sondas para extraer muestras del centro de la tubería de proceso y evite los cambios de fase durante el transporte de muestras.
2. La muestra debe ser oportuna. Minimice el tiempo de transporte desde el punto de extracción hasta el laboratorio para ayudar a garantizar que las condiciones del proceso se representen con precisión.
3. La muestra debe ser pura. Evite tramos muertos corriente arriba del recipiente de la muestra y permita una purga y lavado adecuados del sistema de muestreo para minimizar el potencial de contaminación.
4. El muestreo debe ser seguro. El muestreo manual involucra inherentemente a un operador humano que interactúa con los fluidos del proceso, lo que a menudo puede ser dañino si ocurre un contacto directo. Por esta razón, seguir las mejores prácticas y usar sistemas de muestreo bien diseñados son esenciales no solo para la precisión de la muestra, sino también para la seguridad del operador.

El muestreo de gases y líquidos volátiles requiere consideraciones diferentes al muestreo de líquidos no volátiles. Este artículo se centra en el muestreo de gases y líquidos volátiles. Para estrategias de muestreo de líquidos no volátiles, lea el blog sobre Estrategias de muestreo de líquidos para controlar los costos.

Cómo elegir un cilindro adecuado

Debido a que los gases y los líquidos volátiles son más susceptibles a los cambios de fase y deben mantenerse a presión para un análisis preciso, es necesario utilizar cilindros de muestra (a diferencia de las botellas de muestra no presurizadas y menos costosas) para la recolección y para preservar la representatividad de la muestra. Los cilindros de muestra de gas también son muy efectivos para proteger la muestra. técnicos y el medio ambiente de humos o emisiones si el gas es tóxico.

Debido a que los gases y los líquidos volátiles son más susceptibles a los cambios de fase, es necesario utilizar cilindros de muestreo.

La mayoría de los cilindros de muestra están fabricados con tubos sin costura para lograr un grosor de pared, un tamaño y una capacidad constantes, pero existen algunas variables a tener en cuenta según sus necesidades específicas de muestreo. Puede trabajar con su proveedor de cilindros para elegir el tipo apropiado.

Algunas características a tener en cuenta al elegir cilindros incluyen:

• Conexiones rápidas fáciles de operar, lo que permite una conexión y desconexión eficiente y segura desde su punto de muestreo
• Una transición suave del cuello interno, que puede ayudar a eliminar el líquido atrapado y hace que los cilindros sean fáciles de limpiar y reutilizar
• Protección contra sobrepresión, que puede proporcionar mayores niveles de seguridad para el operador. Las válvulas de ruptura y de alivio están disponibles en forma de T o pueden ser parte integral de la válvula principal de su cilindro.
• Composición y acabado adecuados del material, ya que se pueden requerir aleaciones o materiales especiales según el gas o el líquido volátil que se esté muestreando.
• Líneas de derivación incorporadas, que pueden ser beneficiosas para purgar restos de muestras tóxicas y mejorar la seguridad de los técnicos. Una línea de derivación permite que el fluido de purga fluya a través de las conexiones rápidas, asegurando que si ocurre un derrame cuando se desconecta el cilindro, el derrame se compone de fluido de purga en lugar de la muestra tóxica.
• Diseño y construcción duraderos. Los cilindros de muestra a menudo deben transportarse distancias considerables para el análisis de laboratorio.

Cómo llenar correctamente un cilindro

En la mayoría de los casos, es más apropiado llenar un cilindro de muestra en orientación vertical. Hay algunas razones por las que.

Si toma muestras de un líquido volátil, es mejor llenar el cilindro de abajo hacia arriba. Esto permite que cualquier gas atrapado que pueda estar en el cilindro se elimine por la parte superior a medida que se llena, generalmente a través de un tubo de interrupción. Un tubo de interrupción también permite que el cilindro mantenga cierta cantidad de espacio de vapor:un cilindro que está completamente lleno podría romperse en caso de un cambio inesperado de temperatura. Por el contrario, cuando se toman muestras de gases, los cilindros deben llenarse de arriba hacia abajo. Esto permite que cualquier condensación que se haya formado en la línea se elimine por el fondo.

Cómo mantener sus cilindros de muestra

Como cualquier pieza de equipo industrial, los cilindros de muestra son propensos al desgaste normal por uso. Los cilindros dañados o que funcionan mal pueden presentar un problema de seguridad para el personal y pueden comprometer la precisión e integridad de sus prácticas de muestreo. Todo esto hace que el mantenimiento periódico y proactivo de los cilindros de muestra sea imprescindible para cualquier operación centrada en el muestreo. Como mínimo, los cilindros de muestra deben someterse a una inspección y prueba de presión anuales. Cada cinco años, deben ser recertificados.

Sin embargo, pueden ocurrir daños entre esas inspecciones. Algunos de los problemas más comunes a tener en cuenta incluyen:

• Fuga en componentes clave, incluidas válvulas y conexiones rápidas
• Corrosión resultante de problemas de compatibilidad con la muestra
• Condiciones de la superficie interna, absorción
• Componentes mal instalados

Cómo minimizar el potencial de error humano

Por necesidad, el muestreo manual implica que un técnico extraiga físicamente una muestra del proceso; esto introduce inherentemente el potencial de error humano en su proceso. Afortunadamente, existen algunas estrategias diferentes para limitar estos errores.

Documentación. Los paneles de toma de muestras pueden estar disponibles con un cartel grabado en el panel, que puede contener detalles útiles sobre cómo operar el panel, así como también cómo pedir piezas de repuesto si es necesario. Las instrucciones facilitan que cualquier técnico extraiga una muestra, incluso si no ha operado el panel antes. La documentación de piezas hace que sea más fácil notificar a su proveedor exactamente lo que necesita sin necesidad de conjeturas.

Simplificación. Los sistemas de toma de muestras que son simples e intuitivos de operar pueden limitar adicionalmente el potencial de error humano. Por ejemplo, un panel de toma de muestras diseñado específicamente para la toma de muestras de gases puede garantizar la orientación correcta de los cilindros y la toma de muestras de arriba hacia abajo en cada uso. Como se señaló anteriormente, esto elimina la posibilidad de que un técnico individual inserte o extraiga la muestra de forma incorrecta. Lo mismo puede decirse de un panel diseñado específicamente para el muestreo de líquidos volátiles.

Los conjuntos de válvulas de engranajes garantizan que todas las válvulas necesarias para recolectar una muestra se activen en la secuencia correcta.

En otros lugares, los conjuntos de válvulas de engranajes disponibles garantizan que todas las válvulas necesarias para recolectar una muestra se activen en la secuencia correcta. Estos pueden contribuir a la recolección segura de muestras al eliminar la necesidad de que el operador abra y cierre esas mismas válvulas manualmente. También se puede incorporar una función de purga en un conjunto de válvula de engranajes, lo que garantiza que los fluidos de purga no puedan volver a introducirse en el proceso principal debido a un error humano.

Automatización. Automatizar la recolección de muestras, aunque tiene un costo inicial más alto, puede reducir aún más el error humano. Un panel automatizado puede garantizar que la puerta del gabinete se cierre correctamente, que las válvulas se abran correctamente y en secuencia, y que el flujo y la presión del producto y la purga se mantengan con precisión. Por lo general, esto se puede lograr conectando los paneles de muestreo manual a un controlador lógico programable (PLC) o al sistema de control de la planta. Asegúrese de verificar los requisitos de su área peligrosa en cualquier lugar donde esté agregando cableado.

En última instancia, el muestreo manual debe ser un proceso que le brinde una mayor confianza de que está proporcionando un producto de alta calidad y que cumple con las especificaciones para sus clientes. Elegir sistemas de toma de muestras fáciles de usar y bien diseñados y seguir las mejores prácticas establecidas en todas sus instalaciones puede contribuir a ese objetivo.

¿Está interesado en obtener más información sobre cómo mejorar las prácticas de toma de muestras en sus instalaciones? Los especialistas de Swagelok pueden ayudarlo a evaluar sus necesidades de muestreo manual y ayudarlo a elegir el sistema adecuado para usted.