8 Tantangan Akurasi Analisis Proses Utama dan Cara Mengatasinya

Sistem Pengecambahan: 8 Tantangan Akurasi Analisis Proses Umum

Tony Waters, Ahli dan Instruktur Sistem Pengecambahan

Sistem pengecambahan adalah salah satu sistem paling kompleks di pabrik. Sistem ini terdiri dari berbagai komponen dan proses yang harus bekerja sama untuk menghasilkan pembacaan analitik dari kondisi aliran proses. Pembacaan tersebut harus akurat dan tepat waktu, karena hasil penting ini akan digunakan untuk mencapai tujuan kontrol pabrik. Namun, insinyur dan teknisi pabrik mengetahui bahwa sistem pengecambahan dapat sulit diatasi. Setiap elemen dalam sistem berpotensi memengaruhi akurasi analisis proses. Untuk membantu tim Anda meningkatkan keandalan analyzer, insinyur lapangan Swagelok telah mengidentifikasi delapan tantangan umum yang memengaruhi akurasi sistem.

Dampak terhadap Akurasi Analyzer

Kesalahan desain dalam sistem pengecambahan dapat mengancam integritas sampel dengan memengaruhi hal-hal berikut:

• Representativitas: Kekurangan desain dapat menyebabkan sampel tidak secara akurat mewakili proses dan bahkan merusak komposisi kimia fluida proses dengan cara yang tidak terduga atau tidak disengajikan. Sistem membutuhkan sampel yang representatif untuk memastikan pengukuran memenuhi tujuan kontrol.
• Ketepatan waktu: Jika terjadi penundaan waktu berlebihan antara menangkap sampel dan mendapatkan pembacaan analyzer, pabrik dapat berisiko kehilangan produk atau reprocessing yang mahal untuk memperbaiki kesalahan produksi. Waktu respons standar industri adalah satu menit.
• Kesepadanan: Jika suhu, tekanan, aliran, dan/atau status tidak cocok dengan persyaratan analisis proses, sampel dapat merusak analyzer atau mengorbankan akurasinya. Selain itu, hasil analyzer yang akurat membantu mempertahankan lingkungan pabrik yang aman dengan menandai kondisi operasi yang berpotensi berbahaya.

Mengidentifikasi dan Mengatasi Tantangan Umum

Tantangan 1: Lokasi Tap yang Tidak Tepat

Memilih lokasi tap dapat menjadi keputusan yang halus. Salah satu tujuannya adalah menghindari penundaan waktu. Jika tap berada di bagian aliran rendah dari pipa proses, akan membutuhkan waktu lebih lama untuk perubahan kimia proses 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 baik, seperti di bawah bawah turbulensi yang diinduksikan dari discharge pompa, orifice aliran, atau siku pipa.

Tantangan 2: Penggunaan Probe yang Salah

Saat menggunakan probe untuk menangkap sampel, probe sebaiknya cukup panjang untuk mencapai seperempat tengah pipa proses, sehingga 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 akan menderita getaran resonan. Kadang-kadang cukup untuk memasukkan hanya 15% diameter pipa. Probe tidak boleh lebih lebar dari yang diperlukan karena volume besar akan menyebabkan penundaan waktu. Jika hanya menggunakan nozzle tanpa probe, kemungkinan sistem akan memiliki volume yang jauh lebih besar, yang mengakibatkan penundaan yang signifikan.

Tantangan 3: Desain Stasiun Lapangan yang Salah

Dengan sampel gas, perancang sistem akan ingin menekan tekanan secepat mungkin (ke 10-15 psig, atau bahkan 5 psig jika desain sistem Anda mengizinkannya). Gas tekanan tinggi bergerak lebih lambat karena molekul dipadatkan rapat, yang menyebabkan penundaan waktu. Selain itu, tekanan rendah mengurangi risiko kondensasi, yang merupakan sesuatu yang ingin Anda hindari karena tidak cocok dengan banyak analisis proses gas dan mengorbankan representativitas sampel. Alasan lain untuk mempertahankan tekanan rendah adalah keselamatan bagi operator dan teknisi.

Regulator di stasiun lapangan menekan tekanan sampel, memungkinnannya mengalir lebih cepat ke analyzer.

Tantangan 4: Melewati Fast Loop

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

Tantangan 5: Deadlegs

Deadlegs mengorbankan representativitas sampel dengan menyimpan molekul sampel lama dan perlahan melepasnya ke dalam sampel baru. Setiap tee atau cross di garis sampel adalah deadleg, kecuali jika semua portnya mengalir. Beberapa contoh meliputi gauge atau switch, valve pengaman tekanan, atau titik sampel laboratorium. Deadlegs lebih cenderung mengorbankan hasil analitik saat Anda beralih ke aliran konsentrasi rendah dari aliran konsentrasi tinggi. Deadlegs juga lebih cenderung menjadi masalah pada aliran rendah. Deadlegs di garis langsung ke analyzer harus dipindahkan atau dihapus.

Tantangan 6: Kontaminasi Lintas Aliran

Valve tiga arah tunggal bukanlah penghalang yang cukup antara cairan kalibrasi dan sampel. Dengan susunan ini, cairan kalibrasi dapat bocor melewati kursi valve dan mencemari sampel – atau, lebih mungkin, sampel aliran proses mungkin bocor ke dalam cairan kalibrasi. Kedua skenario akan merusak analisis. Konfigurasi yang lebih baik adalah setup double-block-and-bleed, yang memastikan bahwa kebocoran dari setiap port yang diblokir akan pergi ke garis bleed atau vent dan tidak ke dalam sampel.

Tantangan 7: Suhu dan Tekanan yang Tidak Tepat

Hati-hati dengan perubahan fase pada sampel Anda, karena Anda ingin mencegah perubahan fase parsial. Sampel campuran fase tidak representatif dan kemungkinan tidak cocok dengan analyzer Anda. Tidak sulit untuk menentukan apakah sampel Anda sedang mengalami perubahan fase. Program perangkat lunak dapat menghasilkan diagram fase untuk komposisi kimia sistem Anda. Sebagai aturan, Anda ingin mempertahankan sampel gas di atas titik embun (jadi tidak mengkondensasi) dan sampel cair di bawah titik gelembung (jadi komponen ringan tidak mendidih). Jika Anda memanaskan garis Anda, Anda harus memanaskan semuanya karena hanya beberapa inci garis yang tidak dipanaskan sudah cukup untuk menurunkan suhu dan menyebabkan kondensasi. Tujuannya adalah menjaga gas sekitar 20°C di atas titik embun.

Tantangan 8: Kondisi Sampel yang Tidak Tepat

Dalam sistem kondisi pengecambahan, Anda ingin menghapus cairan dari sampel gas karena mereka dapat merusak analisis proses Anda dan mengorbankan hasil analitik Anda. Anda dapat menghapus tetes besar dalam sampel gas dengan gravitasi (melalui knockout pot atau fallback tube) atau inersia (melalui kinetic separator atau cyclone). Namun, tetes sangat halus yang terselesaikan sebagai aerosol memerlukan coalescer. Namun, penting untuk memahami bahwa coalescer tidak akan menyaring tetes besar. Selain itu, jika laju aliran terlalu tinggi, tetes kecil akan diendorong melalui elemen coalescer dan tidak akan menetes seperti yang seharusnya. Terakhir, saat sampel Anda keluar dari coalescer, ia akan tergenang – dekat titik embun dan hampir akan mengkondensasi lagi. Membantu untuk menjauh dari titik embun dengan menaikkan suhu atau menurunkan tekanan. Anda dapat membuat penurunan tekanan dengan valve jarum.

Untuk informasi lebih lanjut tentang mengidentifikasi dan mengatasi ancaman terhadap akurasi analisis proses dalam sistem pengecambahan, jelajahi kursi pelatihan praktis sistem pengecambahan Swagelok atau hubungi pusat penjualan dan layanan Swagelok lokal Anda untuk mendapatkan salinan Industrial Sampling Systems, buku teks yang menjadi dasar kursi pelatihan Swagelok.