Résoudre les défis de performance réels dans les systèmes fluides et d'échantillonnage industriels

Aborder les problèmes pratiques de performance dans les systèmes fluides et d'échantillonnage

Phil Mathews, Directeur des Services Techniques, Swagelok Los Angeles

Dans les systèmes fluides industriels et les systèmes d'échantillonnage, il y a six objectifs principaux, trois analytiques et trois opérationnels. Les objectifs analytiques sont un échantillon compatible avec l'analyseur, un échantillon opportun pour permettre une action basée sur le résultat, et un échantillon représentatif des conditions de process. Les objectifs opérationnels sont un système fluide fiable, rentable et sûr. Atteindre ces objectifs dépend de la prise en compte de la conception complète et d'un certain nombre de détails apparemment minimes qui peuvent impacter la performance.

Que sont ces « petits détails » ? Les systèmes industriels peuvent comprendre d'innombrables composants, incluant tubes et raccords de tubes, vannes, manomètres et bien plus. Chacun de ces composants représente un point de défaillance potentiel, et le choix du mauvais composant peut impacter l'efficacité opérationnelle, la qualité du produit ou, dans le pire des cas, la sécurité des travailleurs. Et même si tous les bons choix ont été faits, une variété de facteurs peuvent impacter la précision de l'échantillon ou la qualité du produit final une fois le système en exploitation sous conditions réelles.

Voici quelques facteurs clés à surveiller qui peuvent influencer la performance globale de votre système fluide ou d'échantillonnage :

Les matériaux comptent pour la mesure d'échantillon. Lors de l'échantillonnage d'un fluide de process, un échantillon doit être compatible avec l'analyseur, opportun pour permettre une action, et représentatif du process pour fournir un résultat significatif. Un opérateur d'usine peut avoir installé des analyseurs de process à la pointe de la technologie pour garantir que son produit répond à des spécifications exactes — mais cet analyseur n'est aussi bon que l'échantillon qu'il analyse, ce qui dépend fortement du système de conditionnement d'échantillon.

Au cours de son trajet depuis la ligne de process principale vers l'analyseur, plusieurs facteurs peuvent influencer négativement l'échantillon et sa précision ou son utilité. Certains de ces facteurs ne posent pas nécessairement de risque de sécurité, mais peuvent entraîner des arrêts inutiles ou laisser les opérateurs perplexes quant à pourquoi les échantillons ne respecteraient pas les spécifications ou ne suivraient pas les changements de process connus.

L'un des problèmes les plus courants que notre équipe observe sur le terrain est la simple incompatibilité ou inadéquation du matériau du flexible pour une application donnée. Par exemple, les gaz de process à très petites molécules — comme l'hélium, l'hydrogène ou même le dioxyde de carbone — peuvent permeabiliser à travers les fluoropolymères. Un technicien peut obtenir des erreurs de mesure simplement parce qu'un flexible Teflon® a été utilisé dans une application où il n'est pas idéalement adapté, influençant la représentativité de l'échantillon. Un problème similaire est l'adsorption, où un analyte du milieu du système colle physiquement à la paroi intérieure d'un tube ou flexible — entraînant des problèmes de mesure de l'analyseur car l'échantillon n'est plus représentatif du process.

Ces problèmes peuvent causer un temps de dépannage significatif et souvent inutile pour diagnostiquer et obtenir un échantillon représentatif, même si le fluide de process lui-même est en fait parfaitement conforme. Assurez-vous que tous les flexibles de votre système d'échantillonnage sont pleinement compatibles avec le milieu du système et l'application pour éviter les inexactitudes.

Voyez comment nous pouvons aider à optimiser vos systèmes :

 

Sélectionner les bons composants pour éviter la complexité. Dans de nombreux systèmes fluides, le produit doit être maintenu à une certaine pression ou température pour respecter une spécification ou éviter un changement de phase. Mais les pertes de pression et les transferts de chaleur se produisent naturellement au fur et à mesure que le fluide circule dans le système, ce qui signifie que les opérateurs prennent certaines mesures pour garantir que la pression est maintenue à un niveau adéquat.

Bien que certaines pertes de pression soient inévitables, il existe certaines bonnes pratiques qui peuvent être suivies pour les minimiser. Par exemple, un dimensionnement correct des lignes et une sélection de vannes appropriée sont essentiels pour maintenir une pression désirée sans ajouter de complexité inutile au système. Il n'est pas rare que la complexité augmente inutilement pendant les cycles de maintenance dans un système mal conçu, par exemple en ajoutant des mesures supplémentaires pour maintenir la pression cible comme une pompe d'échantillonnage.

Mais pourquoi ajouter une pompe si vous n'en avez pas besoin ? Considérez la complexité qu'une pompe de pression supplémentaire apporte à un système fluide ; c'est un composant de plus qui nécessitera sa propre alimentation pour fonctionner, l'attention des techniciens pour des vérifications de maintenance régulières, des pièces de rechange en cas de défaillance, et d'autres soucis continus. Prendre le temps en amont pour bien comprendre le système et identifier la bonne vanne — et la commander, si la bonne vanne n'est pas déjà en stock dans votre magasin de pièces — avant de faire un remplacement peut faire une grande différence en termes de performance et d'efficacité globales du système fluide.

Maintenir les pressions et températures appropriées. Comme la pression, la température est un facteur critique dans les changements de phase et peut être influencée par une variété de facteurs dans les systèmes fluides et de conditionnement d'échantillonnage. Et dans certains cas, les techniciens doivent prêter une attention particulière pour s'assurer que la bonne température est maintenue tout au long du système.

Considérez le prélèvement d'échantillons depuis une ligne de process gazeux. Les gaz chauds peuvent chuter en température très rapidement et se condenser en liquides si les bonnes mesures ne sont pas prises. Si la température et la pression ne sont pas gérées correctement depuis le point où l'échantillon de process est prélevé du système principal jusqu'à son trajet vers l'analyseur, le résultat est un mauvais échantillon. Il n'en faut pas beaucoup — juste un pied ou deux de tubage non isolé ou mal chauffé peut causer une chute significative de la température du gaz, ce qui peut entraîner un échantillon à phase mixte qui n'est plus représentatif ou très utile.

Certains techniciens confrontés à des problèmes de condensation peuvent ajouter des coalesceurs ou des pots de knockout au système de conditionnement d'échantillon pour éliminer les liquides, mais ce n'est pas toujours une bonne pratique, et cela peut compromettre davantage l'utilité de l'échantillon. Au lieu de cela, assurez-vous que tout le tubage est isolé ou chauffé pour prévenir la condensation en premier lieu.

Vous voulez en savoir plus sur l'optimisation appropriée de votre système fluide ou d'échantillonnage ? Contactez-nous pour planifier une évaluation de système fluide ou d'échantillonnage avec nos spécialistes.