Лучшие методы инструментальной обработки процессов

Измерение процессов — передовой опыт компании Impulse Line

Чак Эрмл, менеджер по продукту

При измерении давления, расхода или уровня в вашем технологическом процессе безопасность и точность всегда находятся в центре внимания. От ответвления до преобразователя точность измерения процесса зависит от надлежащего функционирования каждого компонента в измерительном контуре КИПиА. И хотя инженеры и техники часто уделяют большую часть своего внимания передатчику, его точность зависит от входных сигналов импульсной линии.

Часто бывает трудно определить, когда линия КИПиА не работает должным образом. Если ваше внимание сосредоточено исключительно на передатчике, любая возможность успеха будет подорвана, если импульсная линия является причиной плохой работы.

Сохранение знаний о возможных проблемах в импульсной линии процесса, в том числе связанных с общей конструкцией и компоновкой, необходимо для точности ваших окончательных измерений. Эта запись в блоге предоставит инженерам и техническим специалистам проверенные передовые методы управления импульсными линиями технологического процесса.

Стандартная схема импульсной линии измерения процесса

Выбор материала

Для каждого из основных строительных блоков в линии КИПиА — клапанов интерфейса процесса (PIV), импульсных линий и коллекторов — существует критический выбор материалов, которые могут повлиять на точность.

Технологическая среда, условия окружающей среды и давление/температура в системе часто определяют выбор сплава. Нержавеющая сталь или сплав более высокого металла предпочтительнее в большинстве применений, поскольку она устойчива к коррозии. Тем не менее, многие промышленные предприятия продолжают использовать углеродистую сталь для интерфейсных клапанов, трубопроводов и даже для некоторых коллекторов. В некоторых областях применения с низким содержанием влаги допускается использование углеродистой стали, но в большинстве других областей применения это может быть сопряжено с риском. Накипь, которая обычно образуется на углеродистой стали, может отрываться, стекать вниз по течению, застревать в седле клапана и препятствовать надежному отсечению. Результатом является неточная калибровка преобразователя или неточные показания преобразователя. Если вы используете компоненты из углеродистой стали в контуре прибора, они потребуют очень тщательного контроля, чтобы гарантировать, что образование накипи не повлияет на работу клапанов в системе. Вы можете узнать, как выбрать подходящий коррозионно-стойкий материал для вашего конкретного применения, пройдя обучение по материаловедению от Swagelok.

Упрощение обслуживания за счет стандартизации

Если вашей целью является стандартизация дизайна, существуют установленные передовые конфигурации, которые можно внедрить. Хотя инженеры с течением времени разработали множество вариантов конструкции, многие из них не являются идеальными с точки зрения надежности и точности. Каждая система имеет разные потребности в обслуживании, и это усложняет работу ремонтных бригад.

В идеале все системы измерения технологических процессов должны быть разработаны с использованием согласованного набора критериев, включая установление бюджетов и поправок на время простоя, техническое обслуживание и точность. Оптимальный результат часто включает в себя высокую степень стандартизации. Например, до стандартизации нефтеперерабатывающий завод может иметь 30 различных конфигураций технологических линий КИПиА. После стандартизации на одной и той же установке их может быть только шесть, каждая из которых содержит одни и те же основные компоненты:крепление преобразователя, коллекторную систему и запорные клапаны. Основными вариантами могут быть участки трубопровода и тип запорных клапанов (DBB, корень манометра и т. д.), которые, в свою очередь, зависят от среды, температуры, давления и местоположения преобразователя или манометра.

Благодаря стандартизации многие вещи становятся проще, включая техническое обслуживание, установку, обучение и диагностику. Также повышается надежность. Кроме того, на предприятии может храниться меньше запасных частей, что снижает накладные расходы.

Клапан сопряжения с технологическим процессом (PIV)

Клапан интерфейса технологического процесса является первым клапаном на технологической линии. Исторически сложилось так, что предпочтительным PIV был одиночный запорный клапан или шаровой кран. Оба они продолжают использоваться и сегодня, особенно в США, но наилучшей практикой является двойной запорный и выпускной клапан (DBB), который состоит из двух запорных клапанов и одного выпускного клапана между ними.

Основной причиной использования клапана DBB является безопасность. Если вам нужно отключить линию КИПиА для технического обслуживания, вы должны закрыть оба запорных клапана и открыть выпускной клапан. Если по какой-либо причине первый запорный клапан протечет, второй запорный клапан предотвратит повышение давления или жидкости в линии КИПиА.

Конфигурация с двойной блокировкой и выпуском может быть изготовлена ​​и собрана из трех отдельных клапанов или может быть приобретена как единый автономный блок, что позволяет уменьшить размер и вес. Инновационная автономная конструкция DBB подходит для всех жидкостей, но особенно для жидкостей с более высокой вязкостью при использовании шаровых кранов.

Импульсные линии

Импульсные линии соединяют клапан PIV с коллектором и датчиком. Их назначение, как и у всех компонентов контрольно-измерительных приборов, состоит в том, чтобы передавать точные условия процесса на измерительный преобразователь. При прокладке импульсных линий решаются три основные задачи:

• Предотвратить коррозию, образование накипи или закупорку.
• Уменьшить количество точек утечки.
• Поддержание температуры в определенном диапазоне или обеспечение защиты от замерзания.

Первые две цели лучше всего достигаются при использовании трубок и трубных фитингов, изготовленных из соответствующего сплава, такого как нержавеющая сталь, в отличие от труб и резьбовых соединений из углеродистой стали. Трубки из нержавеющей стали можно сгибать и формировать, что уменьшает количество механических соединений. Когда соединения необходимы, трубные фитинги с двумя обжимными кольцами и механическим захватом не будут отходить от термоциклирования или вибрации, в отличие от традиционных конических трубных резьбовых фитингов.

Третья задача – поддержание температуры в определенном диапазоне – достигается за счет нагрева импульсных линий. Вы можете изолировать свои импульсные линии вручную, проводя трассировку в полевых условиях или приобретая трубки, которые уже были изолированы и заключены в полимерную оболочку. Предварительно изолированные трубки поставляются готовыми к установке в бухтах. При использовании предизолированных пучков труб важно следовать инструкциям производителя по герметизации изоляции при сращивании или разрезании пучка.

Коллектор

Коллектор состоит из набора клапанов, корпуса которых изготовлены из цельного куска металла, обычно из нержавеющей стали. Коллектор крепится к датчику и выполняет важную функцию, обеспечивая изоляцию для калибровки или обслуживания датчика.

Качество и надежность особенно важны для коллектора. Во время калибровки или нормальной работы по крайней мере один из клапанов коллектора находится в закрытом положении. Если отключение неполное, результатом могут быть неточные показания преобразователя.

Требуется ли вашему предприятию помощь в выявлении проблем в вашей линии КИПиА? Опытные выездные инженеры Swagelok посетят ваше предприятие, оценят ваши системы и дадут рекомендации по усовершенствованиям, которые улучшат вашу работу.

Коллектор для близких пар — вариант

Теперь, когда мы подробно рассмотрели линию КИПиА, давайте рассмотрим вариант дальнейшего упрощения конструкции. Это элегантно простое решение, если ваше приложение позволяет вам его использовать.

Импульсные линии могут быть дорогостоящими в установке и обслуживании из-за таких проблем, как засоры, точки утечки, контроль температуры и коррозия. Вариант, получивший название «близкая пара», исключает импульсные линии. Клапан сопряжения с технологическим процессом и коллектор становятся единым блоком, и преобразователь устанавливается непосредственно на него. Следовательно, вся сборка присоединяется к технологической линии. Хотя многим инженерам нравится это решение, установка близкой пары имеет свои ограничения.

Одно ограничение – температура. Причиной традиционной установки с импульсными линиями является защита преобразователя от высокой температуры технологической линии. Если технологическая линия слишком горячая, измерительный преобразователь может не работать на расстоянии всего лишь нескольких дюймов в тесно связанной установке.

Второе ограничение — доступ. Если вам нужно добраться до преобразователя для калибровки, он должен быть доступен, поэтому установка тесной пары в технологическом месте на высоте 50 футов над уровнем моря нецелесообразна.

Последним препятствием является первоначальная стоимость. Тесная взаимосвязь требует первоначальных инвестиций, но в долгосрочной перспективе решение может оказаться в целом менее затратным. Если у вас есть возможность использовать этот ярлык, мы рекомендуем использовать его.

Заключение

Если вы цените точные измерения и инвестируете в трансмиттер премиум-класса, то ваши линии КИП требуют такого же уровня внимания. Точность измерения процесса зависит как от преобразователя, так и от качества компонентов линии измерения процесса, в том числе от того, как они установлены и обслуживаются. Стандартизация вашего предприятия по основному набору инструментов для подключения и деталей импульсной линии процесса, а также надежные компоненты системы повысят надежность и точность ваших измерений. Более точные измерения принесут долгожданные дивиденды с точки зрения времени, эффективности и прибыльности предприятия.