Éviter les erreurs du système classique d'échantillonnage de liquide et de gaz

Éviter les erreurs classiques du système d'échantillonnage de liquide et de gaz

Karim Mahraz, chef de produit Swagelok, instrumentation analytique

La conception d'un système d'échantillonnage est un processus délicat; tout petit faux pas peut entraîner un fonctionnement non fiable du système. De nombreuses erreurs qui se produisent aujourd'hui ont également tourmenté les concepteurs dans le passé. Il est maintenant temps d'apprendre à éviter les erreurs liées aux systèmes d'échantillonnage de liquides et de gaz.

Obtenir de meilleurs échantillons de gaz

Les gaz se comportent différemment avec les fluctuations de pression et de température, qui sont toutes deux susceptibles de se produire dans un système d'échantillonnage. Ces fluctuations peuvent entraîner une condensation ou un retard, affectant les résultats de l'analyseur. Pour éviter ces problèmes, essayez de réduire la pression d'un échantillon de gaz dès que possible, autant que possible. Cela réduira la température de l'échantillon, ce qui aide à minimiser le potentiel de condensation lorsque le gaz circule dans le système d'échantillonnage. La réduction de la pression minimise également les besoins de chauffage sur toute la ligne. Vous pouvez faire chuter la pression de l'échantillon de gaz au niveau des régulateurs et des restricteurs, tels que les vannes à pointeau, les orifices ou les tubes capillaires. La condensation sera plus probable du côté haute pression de ces composants.

Lors de la conception d'un système d'échantillonnage de gaz, ne jamais :

• Transporter un gaz à sa température de point de rosée : Un gaz à sa température de point de rosée est saturé et susceptible de se condenser à tout instant. Réduisez la pression ou chauffez la ligne. Vous pouvez avoir le plus de succès en chauffant la ligne; la chute de pression peut ne pas empêcher une condensation supplémentaire si le gaz se refroidit quelque part sur la ligne.
• Supposez que l'isolation gardera une conduite de gaz au chaud : L'isolation peut aider, mais toute chute de pression dans le système réduira la température du gaz. Finalement, le gaz peut atteindre sa température de point de rosée et se condenser. Par conséquent, utilisez le traçage pour assurer un chauffage uniforme le long de la ligne selon les besoins.
• Avoir une conduite non chauffée en amont d'une chute de pression si vous chauffez le côté aval : N'oubliez pas que la température de l'échantillon de gaz diminuera au point de chute de pression. Le différentiel de température résultant sera encore plus élevé dans ce scénario, ce qui signifie un plus grand potentiel de condensation.
• Échec de chauffage d'un régulateur laissant tomber plus de 20 bar : Lorsqu'un gaz subit une perte de pression drastique, il subit également une perte de température drastique - à tel point que le régulateur peut geler. Ceci est dû à l'effet Joule-Thomson. En chauffant le régulateur, et probablement la tubulure adjacente et d'autres composants, vous pouvez atténuer cet effet.
• Faire passer des tubes non chauffés dans un abri climatisé lorsque les conduites extérieures sont chauffées : La chute rapide de la température - du chaud au froid - entraînera un potentiel de condensation indésirable, ainsi qu'une réduction de la pression. Poursuivre le traçage sur la ligne à l'intérieur de l'abri.

Obtenir de meilleurs échantillons liquides

Là où les échantillons de gaz nécessitent une réduction significative de la pression, les échantillons liquides, en revanche, nécessitent une augmentation de la pression aussi longtemps que possible. En effet, les liquides chutent de pression lorsqu'ils traversent de longs tubes ou des limiteurs de débit. Une pression plus élevée sur le front-end aidera à déplacer le fluide plus loin dans le système à une pression plus élevée, éliminant potentiellement tout besoin d'une pompe en aval et aidant à réduire le délai.

Lors de la conception d'un système d'échantillonnage de liquide, ne jamais :

• Transporter un liquide à sa température de point de bulle : La température du point de bulle est le point d'ébullition initial du liquide et peut être beaucoup plus basse que prévu, en particulier lorsque le liquide contient du gaz dissous. Essayez de maintenir la pression aussi élevée que possible tout au long de l'analyseur.
• Baisser la pression du liquide au robinet : La chute de la pression du liquide juste au point du robinet peut entraîner un retard important ou la nécessité d'installer des pompes en aval. N'oubliez pas que vous souhaitez maintenir une pression suffisante depuis le robinet jusqu'à l'analyseur en passant par tous les composants intermédiaires.
• Installez une vanne à pointeau avant un analyseur ou un débitmètre : La chute de pression provoquée par une vanne à pointeau ou un autre dispositif restrictif est susceptible de libérer des bulles de vapeur dans le flux de liquide, ce qui peut interférer avec les résultats de l'analyseur. Vous voulez maintenir la pression élevée et la température basse (mais pas en dessous du point d'écoulement du liquide) pour éviter les bulles.
• Installez une vanne à pointeau avant un vaporisateur : Le retard de temps est courant dans de nombreuses parties des systèmes d'échantillonnage de liquide, mais la ligne d'entrée d'un vaporisateur est le coupable le plus fréquent. Il est difficile d'obtenir une réponse de l'analyseur en cinq minutes lorsqu'un vaporisateur est impliqué. L'installation d'une vanne à pointeau avant le vaporisateur ralentira davantage le processus.

Préparez-vous pour réussir

La conception d'un système d'échantillonnage est un art délicat :chaque système est différent l'un de l'autre. Les conseils ci-dessus vous aideront à améliorer le succès de votre échantillonnage, facilitant ainsi la vie du prochain concepteur de système qui utilisera votre conception.

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