Cómo evitar errores en el sistema clásico de muestreo de líquidos y gases

Evitar los errores clásicos del sistema de muestreo de líquidos y gases

Karim Mahraz, Director de productos Swagelok, Instrumentación analítica

El diseño del sistema de muestreo es un proceso delicado; cualquier pequeño paso en falso puede conducir a un funcionamiento poco fiable del sistema. Muchos errores que ocurren hoy también plagaron a los diseñadores en el pasado. Ahora es el momento de aprender a evitar errores relacionados con los sistemas de muestreo de líquidos y gases.

Obtención de mejores muestras de gas

Los gases se comportan de manera diferente con las fluctuaciones de presión y temperatura, las cuales es probable que ocurran en un sistema de muestreo. Estas fluctuaciones pueden provocar condensación o retrasos en el tiempo, lo que afecta los resultados del analizador. Para evitar estos problemas, intente reducir la presión de una muestra de gas lo antes posible, tanto como sea posible. Si lo hace, 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. La reducción de la presión también minimiza las necesidades de calefacción en el futuro. Puede reducir la presión de la muestra de gas en los 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 de un gas a su temperatura de punto de rocío: Un gas a su temperatura de punto de rocío está saturado y es probable que se condense en cualquier momento. Reduzca la presión o caliente la línea. Puede que tenga más éxito calentando la línea; la caída de presión podría no evitar una mayor condensación si el gas se enfría en algún lugar de la línea.
• Suponga que el aislamiento mantendrá caliente una tubería 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 condensarse. Por lo tanto, use trazado de calor para garantizar un calentamiento uniforme a lo largo de la línea según sea necesario.
• Tenga una línea sin calefacción 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 caída de presión. El diferencial de temperatura resultante será aún mayor en este escenario, lo que significa un mayor potencial de condensación.
• Fallo al calentar un regulador que cae más de 20 bar: Cuando un gas experimenta 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 los tubos adyacentes y otros componentes, puede mitigar este efecto.
• Ejecutar tubos sin calefacción en un refugio con aire acondicionado cuando las líneas exteriores tienen trazado de calor: La rápida caída de la temperatura, de cálido a frío, dará como resultado un potencial de condensación no deseado, así como una reducción de la presión. Continúe el trazado de calor en la línea dentro del refugio.

Obtención de mejores muestras líquidas

Mientras que las muestras de gas requieren una reducción significativa de la presión, las muestras líquidas, por otro lado, requieren un aumento de presión durante el mayor tiempo posible. Esto se debe a que los líquidos pierden presión cuando viajan a través de tubos largos o limitadores de flujo. Una presión más alta en la parte delantera ayudará a mover el fluido más a través del sistema a una presión mayor, eliminando potencialmente cualquier necesidad de una bomba aguas abajo y ayudando a reducir el tiempo de demora.

Al diseñar un sistema de muestreo de líquidos, nunca:

• Transporte de un líquido a su temperatura de punto de burbuja: La temperatura del punto de burbuja es el punto de ebullición inicial del líquido y puede ser mucho más bajo de lo esperado, particularmente cuando el líquido contiene gas disuelto. Trate de mantener la presión lo más alta posible durante todo el recorrido del analizador.
• Bajar la presión del líquido en el grifo: La caída de la presión del líquido justo en el punto del grifo puede provocar un retraso significativo o la necesidad de instalar bombas aguas abajo. Recuerde, desea mantener suficiente presión desde el grifo hasta el analizador, pasando por cualquier componente intermedio.
• Instalar una válvula de aguja antes de un analizador o caudalímetro: Es probable que la caída de presión causada por una válvula de aguja u otro dispositivo restrictivo libere burbujas de vapor en el flujo de 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 la formación de burbujas.
• Instalar una válvula de aguja antes de un vaporizador: El retraso de tiempo es común en muchas partes de los sistemas de muestreo de líquidos, pero la línea de entrada de un vaporizador es el culpable más frecuente. Es difícil obtener una respuesta del analizador de cinco minutos cuando se trata de un vaporizador. Instalar una válvula de aguja antes del vaporizador ralentizará aún más el proceso.

Preparándose para el éxito

El diseño del sistema de muestreo es un arte delicado:cada sistema es diferente del siguiente. Los consejos anteriores le ayudarán a mejorar el éxito de sus muestreos, haciéndole la vida más fácil al próximo diseñador de sistemas que utilice su diseño.

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