Drei wesentliche Regeln für Analysator-Genauigkeit

3 Regeln für Analysator-Genauigkeit

Stacey Phillips, Field Engineering Manager (Americas)

In den meisten Anwendungen vertrauen Betreiber auf Analysatorergebnisse, um anzuzeigen, ob ihr Produkt den Spezifikationen entspricht. Wenn Analysatorergebnisse die Merkmale eines Endprodukts nicht präzise widerspiegeln, hat wahrscheinlich ein Probenahmesystem-Design- oder -Leistungsproblem die Prozessprobe beeinträchtigt. Tatsächlich sind etwa 80 % der Analysatorprobleme auf Probenahmesystem-Leistungsprobleme zurückzuführen.

Swagelok Field Engineers helfen Kunden weltweit in verschiedenen Branchen, Probenahmesystem-Ungenauigkeiten oder Off-Spec-Produkte zu diagnostizieren. Basierend auf dieser Erfahrung sind hier drei Regeln, die Systembetreiber immer befolgen sollten.

#1. Systemkompatibilität optimieren

Genauere Analysatorergebnisse hängen von einem Probenahmesystem ab, das für Kompatibilität mit Ihrem Systemfluid designed wurde. Gase und Flüssigkeiten haben unterschiedliche Bedürfnisse, und Ihr Probenahmesystem sollte darauf ausgelegt sein, diese zu berücksichtigen. Einige Variablen, die großen Einfluss auf Ihre Ergebnisse haben können:

• Temperatur. Chemische Zusammensetzungen sind temperaturempfindlich, und Temperaturschwankungen können Ergebnisse beeinflussen. Beispiel: Ein heißer Verdampfer könnte eine eingehende Flüssigprobe zum Sieden bringen. Gasproben kühlen hingegen sehr schnell ab, und Betreiber müssen geeignete Maßnahmen ergreifen, um repräsentative Temperaturen zu halten. Isolierung und Rohrheizelemente können diesem Problem entgegenwirken.
• Druck. Druck beeinflusst ebenfalls die Analysatorgenauigkeit. Druck fällt natürlich, während eine Probe durch das System strömt, und wenn nicht die richtigen Maßnahmen ergriffen werden, können Probleme entstehen. Druckabfall in einer Flüssigprobe kann ein gelöstes Gas freisetzen, wodurch die Flüssigkeit blubbert oder schäumt. Die Wahl der richtigen Ventile hilft, korrekte Drücke zu halten.
• Durchfluss. Je langsamer Ihr Probendurchfluss, desto mehr viskoser Widerstand wirkt auf die Innenwand Ihrer Rohrleitung, was Feststoffbildung begünstigt. Ein schnellerer Durchfluss im Probenahmesystem – bevor das Fluid zwangsläufig langsamer wird, um durch den Analysator zu strömen – wird für gute Probenmischung, saubere Probenleitungen und schnellere Antwortzeit empfohlen.

#2. Proben zeitnah halten

Betreiber sollten die Zeit zwischen Probenentnahme aus der Prozessleitung und Analysatorergebnis minimieren. Verzögerungen erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass sich Probenmerkmale ändern und Ihre tatsächlichen Prozessbedingungen verfälschen. Die Minimierung der Zeitverzögerung sollte Priorität haben.

Idealerweise sollte die Zeitverzögerung eine Minute nicht überschreiten. Faktoren, die weitere Verzögerungen verursachen können:

• Druck. Gasdruck in einer Transportleitung sollte am Entnahmepunkt so weit wie möglich reduziert werden, um eine weniger dichte Gasprobe schneller zum Analysator zu befördern.
• Lanzen. Lanzen dienen dem schnellen Ziehen von Proben und dem Erhalt der Repräsentativität. Doch die Größe zählt: unnötig große Probenlanzen für die Anwendung können zu größerer Verzögerung führen.
• Leitungsdimensionierung. Korrekte Leitungsdimensionierung ist wichtig – wie bei Lanzen können überdimensionierte Leitungen die Verzögerung erhöhen. Je weiter die Probe reisen muss und je größer das interne Volumen der Transportleitungen, desto länger die Zeitverzögerung.
• Tote Beine (Dead legs). Tote Beine oder ungespülte Volumen lassen Moleküle in die Probe diffundieren, was zu langsamer Analysatorantwort und potenzieller Kontamination führt.
• Analysatorverzögerungen. Manchmal tritt Verzögerung im Analysator selbst auf. Beispiel: Wenn ein Analysator manuelle Bedienung erfordert, muss der Bedieter bereit sein, die Analyse zu starten, wenn eine Probe ankommt.

Manchmal realisieren Probenahme-Systembetreiber nicht, dass signifikante Verzögerung auftritt, weil Zeitverzögerung kumulativ ist und sich kleine Verzögerungen addieren. Beispiel: Unter normalen Bedingungen dauert es 49 Sekunden, bis die Probe vom Entnahmepunkt zum Probenkonditionierungssystem gelangt. Wenn ein Problem im Konditionierungssystem kumulative Verzögerung erzeugt, könnte das Ziel von maximal einer Minute zwischen Probenentnahme und Analysatorergebnis bald überschritten werden. Das könnte bedeuten, dass die analysierte Probe nicht mehr repräsentativ für das gesamte Prozessfluid ist.

#3. Probenzusammensetzung erhalten

Auch wenn Sie die ersten beiden Regeln erfolgreich befolgt haben, gibt es zusätzliche Herausforderungen, die die Integrität Ihrer Probenzusammensetzung beeinträchtigen und damit Ihre Analysatorergebnisse verfälschen können. Einige davon:

• Unerwartete Fraktionierung. Fraktionierung oder partielle Phasenwechsel können Analysatorergebnisse dramatisch verändern. Wenn eine Probe fraktioniert hat, kann der Analysator die ursprüngliche Zusammensetzung nicht bestimmen, was zu nicht-repräsentativen Messwerten führt. Die Aufrechterhaltung korrekter Temperatur und Druck (wie in Regel #1) kann Fraktionierung verhindern.
• Adsorption. Wenn Probenfluid eine Oberfläche berührt, haften einige Moleküle. Molekülverlust durch Adsorption kann Ihre Probe verfälschen. Wählen Sie bei Design oder Wartung Ihres Systems die passenden Materialien für Filterelemente, Regler-Membranen, Rohrwände oder Gaszylinder, um dieses Problem zu vermeiden.
• Kontamination. Filterauswahl ist wichtig für Kontaminationsvermeidung. Die meisten Betreiber verstehen die Wichtigkeit von Systemfiltern, aber wir finden oft, dass der falsche Filtertyp eingesetzt wurde. Manche Filter eignen sich nicht für das Prozessfluid und verfehlen Partikel, was zu verunreinigten Proben führt. Andere Filtertypen können den Durchfluss stark beschränken, was entweder die Zeitverzögerung drastisch erhöht oder den Analysator von Prozessfluid abschneidet. Tote Beine können Kreuzkontamination verursachen, indem sie alte Proben enthalten, die sich mit neuen mischen. Bei Auswahl und Umschaltung mehrerer Proben muss ein proper Stromwahlventil mit Double-Block-and-Bleed-Ventilanordnung (DBB) verwendet werden, um Kreuzkontamination bei Undichtigkeit über den Sitz zu vermeiden.

Die Befolgung dieser drei Regeln kann Betreibern helfen, repräsentative Proben und genaue Analysatorwerte sicherzustellen. Unsicher, wo Sie mit der Fehlersuche Ihrer Probenahmesystemprobleme beginnen sollen? Swagelok® Probenahmesystem-Evaluierungs- und Beratungsdienste können diese und andere Verbesserungsbereiche in Ihrem System identifizieren, unterstützt durch umsetzbare Erkenntnisse und priorisierte Empfehlungen, um Qualitätsprodukte für Ihre Kunden zu liefern.

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