Sichere, repräsentative Gasprobenentnahme

Best Practices für die Probenahme von Gasen und flüchtigen Flüssigkeiten

Matt Dixon, Senior Principal Design Engineer, Swagelok

Die Optimierung Ihrer chemischen Verarbeitungskosten und die Aufrechterhaltung hochwertiger Produktergebnisse erfordern die regelmäßige Erfassung repräsentativer Prozessflüssigkeiten für die Laboranalyse. Stichprobenentnahmen – auch Stichproben, Feldproben oder einfach nur Stichproben genannt – helfen bei der Validierung der Prozessbedingungen und verifizieren, dass das von Ihnen hergestellte Produkt den internen oder kundenspezifischen Spezifikationen entspricht. Stichproben können auch dabei helfen, die Messwerte von Online-Analysatoren zu überprüfen, eine immer beliebtere Methode, um Echtzeit-Einblicke in Ihren Prozess zu erhalten.

Gasprobenentnahmen stellen eine einzigartige Reihe von Herausforderungen dar, die Bediener bewältigen müssen, um ein genaues Bild der wahren Prozessbedingungen zu erhalten. Lesen Sie weiter, während wir diese Herausforderungen untersuchen und wie Sie sie mit den richtigen Techniken überwinden können.

Grundregeln für das Sampling

Gase und flüchtige Flüssigkeiten müssen gesammelt und bei Temperaturen und Drücken gehalten werden, die Phasenänderungen verhindern, die die Zusammensetzung der Proben verändern können. Denken Sie an diese Grundregeln:

1. Die Probe muss den Prozess repräsentieren. Verwenden Sie Sonden, um Proben aus der Mitte des Prozessrohrs zu entnehmen und Phasenänderungen während des Probentransports zu vermeiden.
2. Die Probe muss rechtzeitig sein. Minimieren Sie die Transportzeit von der Entnahmestelle zum Labor, um sicherzustellen, dass die Prozessbedingungen genau dargestellt werden.
3. Die Probe muss rein sein. Vermeiden Sie Toträume stromaufwärts des Probenbehälters und sorgen Sie für ein angemessenes Spülen und Spülen des Probenahmesystems, um das Kontaminationsrisiko zu minimieren.
4. Die Probenahme muss sicher sein. Stichprobenentnahmen erfordern von Natur aus einen menschlichen Bediener, der mit Prozessflüssigkeiten interagiert, was bei direktem Kontakt oft schädlich sein kann. Aus diesem Grund sind die Befolgung bewährter Verfahren und die Verwendung gut konzipierter Probenahmesysteme nicht nur für die Probengenauigkeit, sondern auch für die Sicherheit des Bedieners von entscheidender Bedeutung.

Die Probenahme von Gasen und flüchtigen Flüssigkeiten erfordert andere Überlegungen als die Probenahme von nichtflüchtigen Flüssigkeiten. Dieser Artikel konzentriert sich auf die Probenahme von Gasen und flüchtigen Flüssigkeiten. Informationen zu Strategien für die Probenahme von nichtflüchtigen Flüssigkeiten finden Sie im Blog über Strategien zur Probenahme von Flüssigkeiten zur Kostenkontrolle.

So wählen Sie einen geeigneten Zylinder aus

Da Gase und flüchtige Flüssigkeiten anfälliger für Phasenänderungen sind und für eine genaue Analyse unter Druck gehalten werden müssen, ist es notwendig, Probenzylinder (im Gegensatz zu weniger teuren, drucklosen Probenflaschen) für die Entnahme zu verwenden und die Repräsentativität der Proben zu wahren. Gasprobenzylinder sind auch zum Schutz der Probe hochwirksam Techniker und die Umwelt vor Dämpfen oder Emissionen, wenn das Gas giftig ist.

Da Gase und flüchtige Flüssigkeiten anfälliger für Phasenänderungen sind, ist es notwendig, Probenzylinder zu verwenden.

Die meisten Probenzylinder werden aus nahtlosen Rohren hergestellt, um eine gleichbleibende Wandstärke, Größe und Kapazität zu gewährleisten, aber es gibt einige Variablen basierend auf Ihren spezifischen Sampling-Anforderungen zu berücksichtigen. Sie können mit Ihrem Flaschenlieferanten zusammenarbeiten, um den geeigneten Typ auszuwählen.

Einige Merkmale, auf die Sie bei der Auswahl von Zylindern achten sollten, sind:

• Leicht bedienbare Schnellkupplungen, die ein effizientes und sicheres Anschließen und Trennen von Ihrer Probenahmestelle ermöglichen
• Ein glatter innerer Halsübergang, der dazu beitragen kann, eingeschlossene Flüssigkeit zu beseitigen, und die Zylinder leicht zu reinigen und wiederzuverwenden
• Überdruckschutz, der ein höheres Maß an Bedienersicherheit bieten kann. Berst- und Entlastungsventile sind als T-Stück erhältlich oder können in das Hauptventil Ihrer Flasche integriert sein.
• Richtige Materialzusammensetzung und -ausführung, da spezielle Legierungen oder Materialien je nach Gas oder flüchtiger Flüssigkeit, aus der Proben genommen werden, erforderlich sein können
• Integrierte Bypass-Leitungen, die für die Entfernung giftiger Probenreste von Vorteil sein können und die Sicherheit des Technikers erhöhen. Eine Umgehungsleitung lässt die Spülflüssigkeit durch die Schnellkupplungen fließen und stellt sicher, dass bei einer Verschüttung beim Trennen des Zylinders die Verschüttung aus Spülflüssigkeit und nicht aus der toxischen Probe besteht.
• Langlebiges Design und Konstruktion. Probenzylinder müssen für Laboranalysen oft über beträchtliche Distanzen transportiert werden.

Wie man eine Flasche richtig füllt

In den meisten Fällen ist es am besten, einen Probenzylinder in vertikaler Ausrichtung zu füllen. Dafür gibt es einige Gründe.

Bei der Probenahme einer flüchtigen Flüssigkeit ist es am besten, den Zylinder von unten nach oben zu füllen. Dadurch kann jegliches eingeschlossene Gas, das sich möglicherweise in der Flasche befindet, oben herausgespült werden, während sie gefüllt wird, typischerweise durch ein Ablassrohr. Ein Ausfallrohr ermöglicht es der Flasche auch, einen gewissen Dampfraum aufrechtzuerhalten – eine vollständig gefüllte Flasche könnte im Falle einer unerwarteten Temperaturänderung möglicherweise platzen. Umgekehrt sollten Flaschen bei der Probenahme von Gasen von oben nach unten gefüllt werden. Dadurch kann eventuell in der Leitung entstandenes Kondenswasser nach unten herausgespült werden.

So warten Sie Ihre Probenzylinder

Wie alle Industrieanlagen sind auch Probenzylinder anfällig für regelmäßigen Verschleiß. Beschädigte oder schlecht funktionierende Zylinder können ein Sicherheitsproblem für das Personal darstellen und die Genauigkeit und Integrität Ihrer Probenahmeverfahren beeinträchtigen. All dies macht eine regelmäßige, proaktive Wartung der Probenzylinder zu einem Muss für jeden probenzentrierten Betrieb. Probeflaschen sollten mindestens einer jährlichen Inspektion und Druckprüfung unterzogen werden. Alle fünf Jahre sollten sie rezertifiziert werden.

Zwischen diesen Inspektionen können jedoch Schäden auftreten. Zu den häufigsten Problemen, auf die Sie achten sollten, gehören:

• Leck an wichtigen Komponenten, einschließlich Ventilen und Schnellkupplungen
• Korrosion aufgrund von Kompatibilitätsproblemen mit der Probe
• Interne Oberflächenbeschaffenheit, Absorption
• Falsch installierte Komponenten

So minimieren Sie das Potenzial für menschliche Fehler

Notwendigerweise beinhaltet eine Stichprobenentnahme, dass ein Techniker physisch eine Probe aus dem Prozess entnimmt – dies bringt zwangsläufig die Möglichkeit menschlicher Fehler in Ihren Prozess ein. Glücklicherweise gibt es ein paar verschiedene Strategien, um diese Fehler zu begrenzen.

Dokumentation. Stichprobenplatten sind möglicherweise mit einem gravierten Schild auf der Platte erhältlich, das hilfreiche Details zur Bedienung der Platte sowie zur Bestellung von Ersatzteilen enthalten kann, falls erforderlich. Anweisungen erleichtern jedem Techniker die Entnahme einer Probe, auch wenn er das Panel noch nie bedient hat. Die Ersatzteildokumentation macht es einfacher, Ihren Lieferanten genau über das zu informieren, was Sie benötigen, ohne dass Rätselraten erforderlich ist.

Vereinfachung. Stichprobensysteme, die einfach und intuitiv zu bedienen sind, können das Potenzial für menschliche Fehler zusätzlich begrenzen. Beispielsweise kann ein speziell für die Gasprobenentnahme entwickeltes Greifer-Probenentnahmepanel die richtige Zylinderausrichtung und Probenentnahme von oben nach unten bei jeder Verwendung sicherstellen. Wie bereits erwähnt, eliminiert dies die Möglichkeit, dass ein einzelner Techniker die Probe falsch einführt oder zieht. Dasselbe gilt für ein Panel, das speziell für die Probenahme flüchtiger Flüssigkeiten entwickelt wurde.

Getriebeventilbaugruppen stellen sicher, dass alle Ventile, die zum Sammeln einer Probe erforderlich sind, in der richtigen Reihenfolge aktiviert werden.

An anderer Stelle stellen verfügbare Getriebeventilbaugruppen sicher, dass alle Ventile, die zum Sammeln einer Probe erforderlich sind, in der richtigen Reihenfolge aktiviert werden. Diese können zu einer sicheren Probenentnahme beitragen, da der Bediener diese Ventile nicht mehr manuell öffnen und schließen muss. Eine Spülfunktion kann auch in eine Getriebeventilbaugruppe integriert werden, um sicherzustellen, dass Spülflüssigkeiten nicht aufgrund menschlicher Fehler wieder in den Hauptprozess eingeführt werden können.

Automatisierung. Die Automatisierung der Probenentnahme ist zwar mit höheren Vorlaufkosten verbunden, kann aber menschliche Fehler weiter reduzieren. Ein automatisiertes Bedienfeld kann sicherstellen, dass die Gehäusetür ordnungsgemäß geschlossen wird, dass Ventile korrekt und in der richtigen Reihenfolge geöffnet werden und dass Produkt- und Spülfluss und -druck genau aufrechterhalten werden. Dies kann im Allgemeinen erreicht werden, indem Sie Ihre Stichprobenplatten mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) oder dem Anlagensteuerungssystem verdrahten. Stellen Sie sicher, dass Sie die Anforderungen für explosionsgefährdete Bereiche überall dort überprüfen, wo Sie Kabel hinzufügen.

Letztendlich sollte die Stichprobenentnahme ein Prozess sein, der Ihnen mehr Vertrauen gibt, dass Sie Ihren Kunden ein qualitativ hochwertiges und den Spezifikationen entsprechendes Produkt liefern. Die Wahl benutzerfreundlicher, gut konzipierter Stichprobensysteme und die Befolgung etablierter Best Practices in Ihrer gesamten Einrichtung können zu diesem Ziel beitragen.

Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie Sie Stichprobenverfahren in Ihrer Einrichtung verbessern können? Die Spezialisten von Swagelok können Ihnen dabei helfen, Ihren Stichprobenbedarf zu ermitteln und Sie bei der Auswahl eines für Sie geeigneten Systems zu unterstützen.