Probe Pengambilan Sampel, Kalibrasi &Modul Pengalihan untuk Menyederhanakan Pengambilan Sampel

Modul Penyelidikan Sampel &Cara Lainnya untuk Menyederhanakan Pengambilan Sampel dengan Subsistem Standar

Karim Mahraz, manajer produk Swagelok, instrumentasi analitis

Subsistem pra-rekayasa standar dapat memberikan efisiensi pada operasi dengan menyederhanakan desain pengambilan sampel cairan dan sistem kontrol. Menggunakan sistem standar memiliki manfaat tambahan yaitu secara signifikan mengurangi biaya pemasangan, waktu henti, dan pemeliharaan keseluruhan, memungkinkan manajer pabrik dan fasilitas untuk memperoleh dan merakit suku cadang sambil memastikan konsistensi di seluruh fasilitas—bahkan di seluruh benua.

Pada akhirnya, manajer pabrik dan fasilitas menghemat waktu, tenaga, dan energi yang dapat digunakan kembali untuk meningkatkan efisiensi dan mengurangi biaya di area pabrik lainnya.

Di bawah ini adalah jenis subsistem umum yang dapat meningkatkan kinerja sistem pengambilan sampel Anda, dan bagaimana masing-masing subsistem dapat bekerja untuk meningkatkan efisiensi dalam sistem pengambilan sampel Anda.

Modul Kalibrasi dan Switching (CSM)

Fungsi utama CSM adalah untuk mengkondisikan dan memilih aliran proses, atau untuk memilih aliran kalibrasi untuk analisis. Minimal, setiap sistem harus memiliki dua saluran masuk—dua saluran masuk aliran proses, atau satu saluran masuk aliran proses dan satu saluran masuk aliran kalibrasi. Sistem memilih cairan untuk analisis sebagai respons terhadap sinyal tekanan pneumatik dari sumber eksternal, biasanya penganalisis. Sinyal membuka salah satu katup selektor aliran (SSV) modul katup blok-dan-keluar ganda yang sesuai dengan aliran yang berisi cairan yang akan dianalisis. Menggunakan CSM, seperti yang ditawarkan oleh Swagelok, menawarkan beberapa keuntungan tambahan, antara lain:

• Berbagai konfigurasi pengkondisian sampel tersedia untuk memenuhi persyaratan aplikasi.
• Opsi kalibrasi manual yang memungkinkan operator mengkalibrasi penganalisis kapan saja.
• Identifikasi aliran berkode warna—inlet aliran proses akan selalu berwarna biru, aliran kalibrasi oranye, hijau bypass, dan outlet putih.
• Desain loop aliran terintegrasi untuk memastikan waktu pengiriman yang konsisten ke penganalisis di semua aliran dan menghilangkan deadleg atau kemungkinan kontaminasi lintas aliran.
• Celah udara berventilasi yang mencegah kemungkinan berbahaya dari pencampuran udara pneumatik dengan cairan sistem di bawah tekanan.
• Desain modular yang memudahkan perawatan. Masing-masing komponen dapat dilepas dari rakitan dengan melonggarkan empat sekrup yang dapat diakses dari bagian atas panel. Tidak ada risiko membongkar seluruh unit secara tidak sengaja atau mengganggu koneksi cairan lainnya.
• Opsi bypass yang memungkinkan aliran tinggi—dan penundaan waktu sampel yang dikurangi selanjutnya—ke CSM.

Tergantung pada aplikasinya, modul fast loop (dijelaskan lebih rinci di bawah) dapat memasok CSM dengan aliran dari filter loop cepat bypass untuk meningkatkan waktu respons ke penganalisis. CSM dapat menggabungkan bypass tambahan yang dapat dikembalikan ke jalur proses—melalui loop cepat atau secara terpisah—atau dikirim ke sistem pembuangan. Jumlah saluran masuk akan ditentukan oleh jumlah sampel dan jalur kalibrasi yang dikirim ke penganalisis tunggal.

Modul Penyelidikan Sampel (SPM)

Menggunakan modul probe sampel bersama dengan katup probe sampel (SPV) dapat meningkatkan keamanan serta kemurnian dan ketepatan waktu sampel. Probe memberikan respons penganalisis yang lebih cepat dengan mengurangi volume sistem sampel. Volume nosel dapat menjadi signifikan, meningkatkan volume pembersihan yang diperlukan dari seluruh sistem sampel. Juga, probe memungkinkan sampel diekstraksi dari pusat pipa proses, yang menghilangkan ekstraksi lumpur di sepanjang dinding pipa. Selanjutnya, menggunakan pemotongan sudut 45° dari probe sangat mengurangi jumlah partikel yang diekstraksi ke dalam sistem sampel. Kedua fitur membantu memastikan probe mengekstrak sampel yang representatif dari proses.

Untuk alasan ini, disarankan untuk menggunakan probe dalam pipa yang lebih besar dari 2 inci (50 mm). Ini sangat penting untuk pipa yang lebih besar dari 4 inci (100 mm). Desain probe dapat bervariasi dalam panjang, diameter, ketebalan dinding dan bahan konstruksi. Parameter ini akan mempengaruhi kekuatan probe, kemampuan penyaringan dan kecepatan aliran internal. Probe las yang lebih tebal dan lebih besar akan menahan lebih banyak benturan dari aliran proses tinggi tetapi menawarkan kecepatan aliran yang lebih lambat melalui diameter internal yang lebih besar. Namun, kecepatan aliran yang lebih lambat ini memungkinkan lebih banyak partikel jatuh dari probe daripada melanjutkan ke sistem sampel. Probe yang dapat ditarik lebih kecil tidak sekuat probe yang dilas, tetapi volume internalnya yang lebih kecil memberikan kecepatan aliran yang lebih cepat ke penganalisis. Pelajari lebih lanjut tentang Modul Penyelidikan Sampel Swagelok di sini.

Modul Loop Cepat (FLM)

Modul fast loop dirancang untuk menangani aliran tinggi di jalur transportasi sampel untuk mengurangi waktu tunda untuk sistem penganalisis online. Terletak di tempat penampungan penganalisis dan menawarkan bypass, modul fast loop (FLM) dapat mengisolasi sistem sampel dan memasukkan gas pembersih untuk pembersihan sistem. FLM dari Swagelok mengekstrak sampel melalui filter saat menggunakan laju aliran tinggi dari bypass untuk menjaga elemen filter tetap bersih.

Loop cepat membutuhkan dua ketukan proses:satu untuk pasokan sampel dan satu untuk pengembalian sampel. Untuk menghindari biaya pompa sampel dan meningkatkan keandalan sistem pengambilan sampel, pilih lokasi titik balik yang memiliki tekanan lebih rendah daripada keran suplai. Pilih lokasi tap proses yang sedekat mungkin dengan penganalisis. Jika sampel mengandung gas yang dapat terkondensasi, panaskan jalur loop cepat dan FLM di atas suhu titik embun sampel pada tekanan proses. Sampel cair hanya perlu dipanaskan jika perlu agar tidak membeku.

Modul Stasiun Lapangan (FSM)

Field station module (FSM) mengurangi tekanan gas proses sebelum memindahkannya ke alat analisa. Mengangkut sampel gas pada tekanan rendah menawarkan tiga manfaat utama:

• Waktu respons penganalisis lebih cepat: Dalam saluran bertekanan tinggi dengan kontrol aliran hilir, molekul gas lebih padat yang menciptakan kecepatan aliran lebih lambat dan waktu pembersihan lebih lama. Menurunkan tekanan sampel gas berarti lebih sedikit molekul dalam jalur transportasi sampel dan komponen pengkondisi sampel; oleh karena itu, lebih mudah untuk menyiram sistem, dan penganalisis dapat merespons lebih cepat untuk memproses perubahan. Jumlah gas yang ditahan di jalur transportasi sebanding dengan tekanan absolutnya. Pada setengah tekanan absolut, ada setengah jumlah molekul gas dalam saluran, jadi—semua hal lain dianggap sama—dibutuhkan separuh waktu bagi sampel baru untuk mencapai penganalisis. Biasanya, FSM digunakan ketika tekanan proses 3 bar (pengukur) (43,5 psig) atau lebih tinggi.
• Lebih sedikit kondensasi: Kelembaban relatif suatu gas berbanding lurus dengan tekanan parsial uap air dalam campuran. Kelembaban relatif (atau saturasi) 100% menunjukkan tekanan parsial maksimum uap air yang mungkin terjadi pada suhu kerja. Oleh karena itu, jika uap air dalam campuran gas mencapai 100% dari batas jenuhnya, uap air akan mulai mengembun dalam jalur transportasi sampel. Untuk menghindari kondensasi dalam pengambilan sampel gas, FSM mengurangi tekanan parsial setiap gas dalam campuran sampel. Salah satu cara untuk menurunkan tekanan parsial setiap gas adalah dengan mengurangi tekanan sistem secara keseluruhan; tekanan parsial masing-masing gas turun sebanding dengan perubahan tekanan keseluruhan. Misalnya, jika tekanan absolut sampel dipotong setengah, tekanan parsial setiap gas dalam campuran juga dipotong setengah, yang menghasilkan setengah saturasi air dalam sampel. Menggunakan FSM secara signifikan mengurangi kemungkinan pembentukan kondensasi di jalur transportasi sampel.
• Lingkungan yang lebih aman: Jika suatu sistem terganggu, gas bertekanan akan mengembang ke tekanan atmosfer dengan cepat dan dapat menyebabkan kerusakan sistem atau cedera pribadi. Rasio ekspansi volumetrik berbanding lurus dengan penurunan tekanan absolut. Dalam sistem tekanan tinggi tanpa modul stasiun lapangan, ekspansi bisa sangat besar sehingga hasilnya bersifat eksplosif. Memasang FSM pada titik pengambilan sampel proses berarti bagian yang lebih kecil dari sistem sampel terkena tekanan tinggi, menghasilkan lingkungan keseluruhan yang lebih aman.

Header Distribusi Cairan (FDH)

Header distribusi fluida adalah rakitan komponen umum yang digunakan dalam berbagai aplikasi gas dan cair. FDH menyediakan jalur aliran sambil memungkinkan beberapa outlet, bertindak seperti pemasangan cabang besar. Header distribusi fluida dicirikan oleh saluran masuk di satu ujung dan saluran pembuangan di ujung lainnya dengan beberapa saluran keluar di sisinya. Header distribusi fluida khas dibuat dari sepotong pipa atau batang dan memiliki sambungan ujung yang dilas atau berulir.

Sebagai manifold atau header distribusi, FDH menghubungkan beberapa pengguna ke sumber cairan utilitas. Aplikasi umum meliputi:

• Air pendingin
• Uap
• Udara terkompresi
• Nitrogen tanaman

Di rumah penganalisis tipikal, misalnya, satu FDH adalah header udara instrumen, FDH lain adalah header nitrogen tanaman, dan FDH lain adalah header uap LP. Jika diperlukan, beberapa subsistem FDH dapat disatukan, ujung ke ujung, untuk membuat header berjalan lebih lama.

Biasanya, FDH memiliki katup isolasi utama dan beberapa outlet—masing-masing dengan katup isolasinya sendiri. Untuk gas yang berpotensi basah, seperti udara bertekanan atau uap, yang terbaik adalah memasang FDH secara vertikal dengan katup pembuangan di bagian bawah. Untuk servis cairan, yang terbaik adalah memasang FDH secara vertikal dengan suplai masuk di bagian bawah dan katup atas bertindak sebagai ventilasi untuk mengeluarkan udara yang terperangkap atau membiarkan udara masuk untuk mengalirkan FDH selama perawatan.

Untuk pertanyaan atau informasi lebih lanjut tentang subsistem pra-rekayasa standar Swagelok atau layanan evaluasi dan konsultasi cairan lainnya, hubungi pusat penjualan dan layanan lokal Anda.