Prevenir errores clásicos en sistemas de muestreo de líquidos y gases

Evitar errores clásicos en sistemas de muestreo de líquidos y gases

Karim Mahraz, Swagelok Product Manager, Analytical Instrumentation

El diseño de sistemas de muestreo es un proceso delicado; cualquier pequeño error puede llevar a una operación poco fiable del sistema. Muchos errores que ocurren hoy también aquejaban a los diseñadores en el pasado. Ahora es el momento de aprender cómo evitar errores relacionados con sistemas de muestreo de líquidos y gases.

Obtener mejores muestras de gas

Los gases se comportan de manera diferente con fluctuaciones en presión y temperatura —ambas probables en un sistema de muestreo. Estas fluctuaciones pueden resultar en condensación o retraso temporal —afectando los resultados del analizador. Para evitar estos problemas, intente reducir la presión de una muestra de gas lo antes posible, tanto como sea posible. Hacerlo reducirá la temperatura de la muestra, lo que ayuda a minimizar el potencial de condensación a medida que el gas fluye a través del sistema de muestreo. Reducir la presión también minimiza las necesidades de calentamiento posteriores. Puede reducir la presión de la muestra de gas en reguladores y restrictores, como válvulas de aguja, orificios o tubos capilares. La condensación será más probable en el lado de alta presión de estos componentes.

Al diseñar un sistema de muestreo de gas, nunca:

• Transporte un gas a su temperatura de punto de rocío: Un gas a su temperatura de punto de rocío está saturado y es probable que condense en cualquier momento. Reduzca la presión o caliente la línea. Puede tener más éxito calentando la línea; la caída de presión podría no prevenir una condensación adicional si el gas se enfría en algún punto posterior.
• Asuma que el aislamiento mantendrá caliente una línea de gas: El aislamiento puede ayudar —sin embargo, cualquier caída de presión dentro del sistema reducirá la temperatura del gas. Eventualmente, el gas puede alcanzar su temperatura de punto de rocío y condensar. Por lo tanto, use trazado de calor para asegurar calentamiento uniforme a lo largo de la línea según sea necesario.
• Tenga una línea sin calentar aguas arriba de una caída de presión si calienta el lado aguas abajo: Recuerde, la temperatura de la muestra de gas disminuirá en el punto de la caída de presión. El diferencial de temperatura resultante será aún mayor en este escenario, lo que significa un mayor potencial de condensación.
• No caliente un regulador que reduzca más de 20 bar: Cuando un gas encuentra una pérdida drástica de presión, también experimenta una pérdida drástica de temperatura —tanto que el regulador puede congelarse. Esto se debe al efecto Joule-Thomson. Al calentar el regulador, y probablemente la tubería adyacente y otros componentes, puede mitigar este efecto.
• Ejecute tubos sin calentar en un refugio con aire acondicionado cuando las líneas exteriores están con trazado de calor: La caída rápida de temperatura —de cálido a fresco —resultará en potencial de condensación no deseado, así como una reducción en la presión. Continúe el trazado de calor en la línea dentro del refugio.

Obtener mejores muestras líquidas

Donde las muestras de gas requieren una reducción significativa de presión, las muestras líquidas, por otro lado, necesitan un aumento de presión el mayor tiempo posible. Esto es porque los líquidos pierden presión al viajar a través de tubos largos o restrictores de flujo. Una presión más alta en el frente ayudará a mover el fluido más a través del sistema a una mayor presión, eliminando potencialmente cualquier necesidad de una bomba aguas abajo y ayudando a reducir el retraso temporal.

Al diseñar un sistema de muestreo líquido, nunca:

• Transporte un líquido a su temperatura de punto de burbuja: La temperatura de punto de burbuja es el punto de ebullición inicial del líquido y puede ser mucho más baja de lo esperado, particularmente cuando el líquido contiene gas disuelto. Intente mantener la presión lo más alta posible todo el camino a través del analizador.
• Reduzca la presión del líquido en la toma: Reducir la presión del líquido justo en el punto de la toma puede llevar a un retraso temporal significativo o la necesidad de instalar bombas aguas abajo. Recuerde, desea mantener suficiente presión todo el camino desde la toma a través de cualquier componente intermedio hasta el analizador.
• Instale una válvula de aguja antes de un analizador o medidor de flujo: La caída de presión causada por una válvula de aguja u otro dispositivo restrictivo es probable que libere burbujas de vapor en el flujo líquido, lo que puede interferir con los resultados del analizador. Desea mantener la presión alta y la temperatura baja (pero no por debajo del punto de fluidez del líquido) para evitar burbujeo.
• Instale una válvula de aguja antes de un vaporizador: El retraso temporal es común en muchas partes de los sistemas de muestreo líquido, pero la línea de entrada de un vaporizador es el culpable más frecuente. Es difícil obtener una respuesta de analizador de cinco minutos cuando hay un vaporizador involucrado. Instalar una válvula de aguja antes del vaporizador ralentizará aún más el proceso.

Prepararse para el éxito

El diseño de sistemas de muestreo es un arte delicado —cada sistema es diferente del siguiente. El consejo anterior le ayudará a mejorar su éxito en muestreo, facilitando la vida al próximo diseñador de sistemas que use su diseño.

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