8 Tantangan Akurasi Penganalisis Proses Umum

Sistem Pengambilan Sampel:8 Tantangan Akurasi Penganalisis Proses Umum

Tony Waters, Pakar dan Instruktur Sistem Pengambilan Sampel

Sistem pengambilan sampel adalah salah satu sistem yang paling kompleks di pabrik. Mereka menampilkan banyak komponen dan proses yang harus bekerja sama untuk menghasilkan pembacaan analitis dari kondisi aliran proses. Pembacaan tersebut harus akurat dan tepat waktu, karena hasil penting ini akan digunakan untuk mencapai tujuan pengendalian pabrik. Namun, insinyur dan teknisi pabrik tahu bahwa sistem pengambilan sampel bisa jadi rumit. Setiap elemen sistem berpotensi memengaruhi akurasi penganalisis proses. Untuk membantu tim Anda meningkatkan keandalan penganalisis, teknisi lapangan Swagelok telah mengidentifikasi delapan tantangan umum yang memengaruhi akurasi sistem.

Dampak terhadap Akurasi Penganalisis

Salah langkah desain dalam sistem pengambilan sampel dapat mengancam integritas sampel dengan memengaruhi hal-hal berikut:

• Keterwakilan: Cacat desain dapat menyebabkan sampel tidak secara akurat mewakili proses dan bahkan mendistorsi komposisi kimia cairan proses dengan cara yang tidak terduga atau tidak diinginkan. Sistem memerlukan sampel yang representatif untuk memastikan pengukuran memenuhi tujuan pengendalian.
• Ketepatan waktu: Jika penundaan waktu yang berlebihan terjadi antara pengambilan sampel dan memperoleh pembacaan alat analisis, pabrik mungkin berisiko kehilangan produk atau pemrosesan ulang yang mahal untuk memperbaiki kesalahan produksi. Waktu respons industri standar adalah satu menit.
• Kompatibilitas: Jika suhu, tekanan, aliran, dan/atau keadaan tidak sesuai dengan persyaratan penganalisis proses, sampel dapat membahayakan penganalisis atau mengganggu keakuratannya. Selain itu, hasil penganalisis yang akurat membantu menjaga lingkungan pabrik yang aman dengan menandai kondisi pengoperasian yang berpotensi berbahaya.

Mengidentifikasi &Mengatasi Tantangan Umum

Tantangan 1:Lokasi Ketuk yang Tidak Tepat

Memilih lokasi keran bisa menjadi keputusan yang bernuansa. Salah satu tujuannya adalah untuk menghindari penundaan waktu. Jika keran berada di bagian aliran rendah dari pipa proses, akan diperlukan waktu lebih lama untuk perubahan apa pun dalam bahan kimia proses untuk muncul dalam hasil analitik. Volume pencampuran, seperti dasar menara, tangki atau drum, juga merupakan sumber penundaan yang besar. Selain itu, perancang sistem harus memilih lokasi di mana sampel akan tercampur dengan baik, seperti hilir turbulensi yang diinduksi dari pelepasan pompa, lubang aliran, atau siku pemipaan.

Tantangan 2:Penyelidikan Penyalahgunaan

Saat menggunakan probe untuk menangkap sampel, idealnya harus cukup panjang untuk mencapai sepertiga tengah pipa proses, jadi Anda menarik sampel yang representatif. Anda juga akan mendapatkan hasil yang lebih tepat waktu di dekat pusat pipa proses karena aliran lebih cepat di sana. Namun, Anda harus selalu menghitung panjang maksimum yang diizinkan untuk memastikan probe Anda tidak mengalami getaran resonansi. Terkadang cukup untuk memasukkan hanya 15% ke dalam diameter pipa. Probe tidak boleh lebih lebar dari yang diperlukan karena volume besar menyebabkan waktu tunda. Jika hanya menggunakan nozzle, tanpa probe, sistem mungkin akan memiliki volume yang jauh lebih besar, yang menyebabkan penundaan yang signifikan.

Tantangan 3:Desain Stasiun Lapangan yang Salah

Dengan sampel gas, perancang sistem ingin mengurangi tekanan sesegera mungkin (menjadi 10-15 psig, atau bahkan 5 psig jika desain sistem Anda mengizinkannya). Gas bertekanan tinggi bergerak lebih lambat karena molekul-molekulnya padat, menyebabkan penundaan waktu. Juga, tekanan rendah mengurangi risiko kondensasi, yang merupakan sesuatu yang ingin Anda hindari karena tidak kompatibel dengan banyak penganalisis proses gas dan membahayakan keterwakilan sampel. Alasan lain untuk menjaga tekanan rendah adalah keselamatan bagi operator dan teknisi.

Regulator di stasiun lapangan mengurangi tekanan dalam sampel, memungkinkannya mengalir lebih cepat ke penganalisis.

Tantangan 4:Melewati Fast Loop

Saat menguapkan sampel cair, sistem pengambilan sampel Anda mungkin memerlukan putaran cepat atau bypass hulu dari regulator penguapan. Jika tidak, sampel cairan dapat mengalir terlalu lambat, menyebabkan penundaan waktu karena volume cairan yang kecil akan menghasilkan volume gas yang besar. Tanpa putaran cepat, mungkin ada lebih dari 100 mL volume cairan yang bergerak lambat di hulu regulator, yang dapat menyebabkan penundaan waktu selama berjam-jam.

Tantangan 5:Deadleg

Deadleg membahayakan keterwakilan sampel dengan menyimpan molekul sampel lama dan perlahan-lahan mengalirkannya ke sampel baru. Setiap tee atau cross pada sample line adalah deadleg, kecuali semua portnya mengalir. Beberapa contoh termasuk pengukur atau sakelar, katup pelepas tekanan, atau titik sampel laboratorium. Deadleg lebih cenderung membahayakan hasil analitik saat Anda beralih ke aliran konsentrasi rendah dari aliran konsentrasi tinggi. Deadlegs juga lebih mungkin menjadi masalah pada aliran rendah. Deadleg yang berhubungan langsung dengan analyzer harus dipindahkan atau dihilangkan.

Tantangan 6:Kontaminasi Lintas Aliran

Katup tiga arah tunggal bukanlah penghalang yang cukup antara cairan kalibrasi dan sampel. Dengan pengaturan ini, cairan kalibrasi dapat bocor melintasi dudukan katup dan mencemari sampel – atau, lebih mungkin, sampel aliran proses mungkin bocor ke dalam cairan kalibrasi. Skenario mana pun akan merusak analisis. Konfigurasi yang lebih baik adalah pengaturan double-block-and-bleed, yang memastikan bahwa kebocoran apa pun dari port yang diblokir akan masuk ke saluran pembuangan atau ventilasi dan bukan ke sampel.

Tantangan 7:Suhu dan Tekanan yang Tidak Tepat

Waspadalah terhadap perubahan fase dalam sampel Anda, karena Anda ingin mencegah perubahan fase sebagian. Sampel fase campuran tidak representatif dan mungkin tidak kompatibel dengan penganalisis Anda. Tidak sulit untuk menentukan apakah sampel Anda berubah fase. Program perangkat lunak dapat menghasilkan diagram fase untuk komposisi kimia sistem Anda. Sebagai aturan, Anda ingin menyimpan sampel gas di atas titik embun (agar tidak mengembun) dan sampel cair di bawah titik gelembungnya (agar komponen yang lebih ringan tidak mendidih). Jika Anda memanaskan saluran Anda, Anda harus memanaskan semuanya karena bahkan beberapa inci saluran yang tidak dipanaskan sudah cukup untuk menurunkan suhu dan menyebabkan kondensasi. Usahakan untuk menjaga gas sekitar 20°C di atas titik embun.

Tantangan 8:Pengkondisian Sampel yang Tidak Tepat

Dalam sistem kondisi pengambilan sampel, Anda ingin menghilangkan cairan dari sampel gas karena dapat membahayakan penganalisis proses Anda dan membahayakan hasil analisis Anda. Anda dapat menghilangkan tetesan besar dalam sampel gas dengan gravitasi (melalui pot knockout atau tabung fallback) atau inersia (melalui pemisah kinetik atau siklon). Tetapi tetesan yang sangat halus yang tersuspensi sebagai aerosol membutuhkan penggabung. Namun, penting untuk dipahami bahwa coalescers tidak akan menyaring tetesan besar. Selanjutnya, jika laju aliran terlalu tinggi, tetesan yang lebih kecil akan didorong melalui elemen pengumpul dan tidak akan menetes sebagaimana mestinya. Terakhir, saat sampel Anda meninggalkan coalescer, sampel akan jenuh – mendekati titik embun dan hampir mengembun lagi. Sangat membantu untuk menjauh dari titik embun dengan menaikkan suhu atau menurunkan tekanan. Anda dapat membuat penurunan tekanan dengan katup jarum.

Untuk informasi lebih lanjut tentang mengidentifikasi dan mengatasi ancaman terhadap akurasi penganalisis proses dalam sistem pengambilan sampel, jelajahi kursus pelatihan langsung sistem pengambilan sampel Swagelok atau hubungi pusat layanan dan penjualan Swagelok setempat untuk mendapatkan salinan Sistem Pengambilan Sampel Industri , buku teks yang menjadi dasar kursus pelatihan Swagelok.