流体およびサンプリング システムにおける実用的なパフォーマンスの問題への取り組み

流体およびサンプリング システムにおける実用的なパフォーマンスの問題への取り組み

Swagelok Los Angeles、技術サービス担当ディレクター、Phil Mathews

工業用流体システムとサンプリング システムには、6 つの主な目標 (3 つの分析目標と 3 つの運用目標) があります。分析の目標は、分析装置と互換性のあるサンプル、結果に基づいてアクションを実行できるタイムリーなサンプル、およびプロセス条件を代表するサンプルです。運用上の目標は、信頼性が高く、費用対効果が高く、安全な流体システムです。これらの目標を達成するには、完全な設計と、パフォーマンスに影響を与える可能性のある多くの一見些細なことを考慮する必要があります。

「些細なこと」とは？産業用システムは、チューブやチューブ継手、バルブ、ゲージなど、無数のコンポーネントで構成されています。これらの各コンポーネントは潜在的な障害点を表しており、間違ったコンポーネントを選択すると、運用効率、製品品質、または最悪のシナリオでは作業員の安全に影響を与える可能性があります。また、すべての正しい選択が行われたとしても、システムが実際の条件下で動作すると、さまざまな要因がサンプルの精度や最終製品の品質に影響を与える可能性があります。

流体またはサンプリング システムの全体的なパフォーマンスに影響を与える可能性がある、いくつかの重要な要因を以下に示します。

サンプル測定には材料が重要です。 プロセス流体をサンプリングする場合、サンプルはアナライザーと互換性があり、タイムリーにアクションを実行できるようにし、意味のある結果を提供するプロセスを代表する必要があります。プラント オペレータは、自社の製品が正確な仕様を満たしていることを確認するために最先端のプロセス アナライザをインストールしている場合があります。システム。

メイン プロセス ラインから分析装置に至る過程で、いくつかの要因がサンプルとその精度または有用性に悪影響を与える可能性があります。これらの要因の一部は、必ずしも潜在的な安全上のリスクをもたらすとは限りませんが、不必要なダウンタイムが発生したり、サンプルが仕様を満たしていない理由や既知のプロセスの変更を追跡していない理由についてオペレーターが頭を悩ませている可能性があります。

私たちのチームが現場で目にする最も一般的な問題の 1 つは、単純なホース材料の非互換性または特定の用途への適合性です。たとえば、ヘリウム、水素、さらには二酸化炭素などの非常に小さな分子を含むプロセス ガスは、フルオロポリマーを透過できます。テフロン® ホースが理想的に適していないアプリケーションで使用され、サンプルの代表性に影響を与えたという理由だけで、技術者が測定エラーを起こしている可能性があります。もう 1 つの同様の問題は吸着です。吸着では、システム メディアの分析物がチューブまたはホースの内壁に物理的に付着します。これは、サンプルがプロセスを代表しなくなるため、分析装置の測定の問題につながります。

これらの問題は、プロセス流体自体が実際には完全に仕様に適合している場合でも、代表的なサンプルを診断して取得するために、かなりの、しばしば不必要なトラブルシューティングの時間を引き起こす可能性があります。不正確さを避けるために、サンプリング システム内のホースがシステム メディアおよびアプリケーションと完全に互換性があることを確認してください。

システムの最適化に役立つ方法をご覧ください:

複雑さを避けるために適切なコンポーネントを選択する。 多くの流体システムでは、仕様を満たすため、または相変化を避けるために、製品を特定の圧力または温度に維持する必要があります。しかし、流体がシステム全体を移動するにつれて、圧力損失と熱伝達が自然に発生します。つまり、オペレーターは、圧力が適切なレベルに維持されるように特定の措置を講じます。

ある程度の圧力損失は避けられませんが、それらを最小限に抑えるために従うことができる特定のベスト プラクティスがあります。たとえば、システムに不必要な複雑さを加えることなく、必要な圧力を維持するには、適切なライン サイズとバルブの選択が不可欠です。設計が不十分なシステムでは、メンテナンス サイクル中に複雑さが不必要に増大することは珍しくありません。たとえば、サンプル ポンプのように目標圧力を維持するための補助手段を追加するなどです。

しかし、必要がないのにポンプを追加する必要はありません。補助圧力ポンプが流体システムにもたらす複雑さを考慮してください。それは、動作するために独自の電源が必要であり、定期的な保守点検のための技術者からの注意、故障が発生した場合の部品の交換、およびその他の継続的な心配が必要なもう1つのコンポーネントです。システムを完全に理解し、適切なバルブを特定し、適切なバルブがまだ部品ショップにない場合は注文するために、事前に時間をかけて交換を行うことで、流体システムの全体的な性能に大きな違いが生じる可能性があります。そして効率。

適切な圧力と温度を維持すること。 圧力と同様に、温度は相変化の重要な要因であり、流体およびサンプル調整システム全体のさまざまな要因の影響を受ける可能性があります。また場合によっては、技術者はシステム全体で適切な温度が維持されるように特別な注意を払う必要があります。

ガス プロセス ラインからサンプルを抽出することを検討してください。適切な対策を講じないと、高温のガスは急速に温度が低下し、すぐに液体に凝縮する可能性があります。プロセスサンプルがメインシステムから分析装置に至る過程で採取された時点から、温度と圧力が適切に管理されていない場合、結果は悪いサンプルになります。それほど時間はかかりません。断熱されていない、または不適切に加熱されたチューブが 1 フィートほどあるだけで、ガスの温度が大幅に低下し、混合相サンプルが代表的でなくなったり、あまり役に立たなくなったりする可能性があります。

結露の問題に対処する一部の技術者は、液体を除去するためにコアレッサーまたはノックアウト ポットをサンプル コンディショニング システムに追加する場合がありますが、これが常にベスト プラクティスとは限らず、サンプルの有用性がさらに損なわれる可能性があります。代わりに、そもそも結露を防ぐために、すべてのチューブが断熱または加熱されていることを確認してください。

流体またはサンプリング システムの適切な最適化について詳しく知りたいですか?スペシャリストと連絡を取り、流体またはサンプリング システムの評価をスケジュールします。