Лучшие практики для линий процессной инструментации: Повышение точности и безопасности

Процессные измерения — Лучшие практики для импульсных линий

<ем>Чак Ермл, менеджер по продуктам

При измерении давления, потока или уровня в вашем процессе безопасность и точность всегда в фокусе. От отвода до трансмиттера точность процессного измерения зависит от правильной функции каждого компонента в цикле процессного измерения. И пока инженеры и техники часто посвящают большинство своего внимания трансмиттеру, он так же точен, насколько точны входы импульсной линии, предоставленные ему.

Часто трудно знать, когда линия процессной инструментации не работает хорошо. Если ваше внимание сфокусировано исключительно на трансмиттере, любая возможность успеха подрывается, если импульсная линия является причиной плохой производительности.

Оставаться информированным о возможных проблемах внутри процессной импульсной линии, включая те, что связаны с общим дизайном и компоновкой, необходимо для точности вашего конечного измерения. Этот пост в блоге предоставит инженерам и техникам одинаково проверенные лучшие практики для управления успехом их процессных импульсных линий.

Стандартная схема процессной импульсной линии

Выбор материалов

Для каждого из базовых строительных блоков в линии процессной инструментации — Клапаны процессного интерфейса (PIV), импульсные линии и коллекторы — есть критические выборы в терминах материалов, которые могут влиять на точность.

Процессная среда, окружающие условия и системное давление/температура часто определяют выбор сплава. Нержавеющая сталь или более высокий металлический сплав настоятельно рекомендуется в большинстве приложений, потому что он устойчив к коррозии. Однако многие промышленные заводы продолжают использовать углеродистую сталь для клапанов процессного интерфейса, трубопроводов и даже для некоторых коллекторов. В определенных низковлажных приложениях углеродистая сталь приемлема, но для большинства других приложений это может быть риском. Накипь, которая обычно накапливается на углеродистой стали, может отломиться, течь вниз по течению, застрять в седле клапана и препятствовать положительному закрытию. Результат — неточная калибровка трансмиттера или неточное показание трансмиттера. Если вы используете компоненты из углеродистой стали в инструментальном контуре, они потребуют очень тщательного мониторинга, чтобы убедиться, что накипь не влияет на работу клапанов в системе. Вы можете узнать, как выбрать правильный коррозионно-стойкий материал для вашего конкретного приложения с обучением по материаловедению от Swagelok.

Упрощение обслуживания через стандартизацию

Если ваша цель — стандартизация дизайна, существуют установленные конфигурации лучших практик, которые могут быть реализованы. Пока инженеры разработали множество вариаций дизайна со временем, многие из них не идеальны для надежности и точности. Каждая система имеет разные потребности в обслуживании, и это увеличивает сложность для команд обслуживания.

Идеально, все системы процессных измерений должны быть спроектированы с использованием согласованного набора критериев, включая установку бюджетов и допусков для простоя, обслуживания и точности. Оптимальный результат часто включает высокую степень стандартизации. Например, до стандартизации нефтеперерабатывающий завод может иметь 30 разных конфигураций для линий процессной инструментации. После стандартизации тот же завод может иметь только шесть, каждая из которых содержит те же базовые компоненты: монтаж трансмиттера, систему коллекторов и клапаны изоляции. Первичные вариации могут быть трубопроводными прогонами и типом клапанов изоляции (DBB, Gage root и т.д.), которые в свою очередь зависят от среды, температуры, давления и местоположения трансмиттера или манометра.

Со стандартизацией многие вещи становятся проще, включая обслуживание, установку, обучение и диагностику. Надежность также повышается. Кроме того, объект может хранить меньше запасных частей, снижая накладные расходы.

Клапан процессного интерфейса (PIV)

Клапан процессного интерфейса — это первый клапан от процессной линии. Исторически, PIV по выбору был одиночный задвижка или шаровой клапан. Оба продолжают использоваться сегодня, особенно в США, но лучшая практика — клапан двойной блокировки и слива (DBB), который состоит из двух клапанов изоляции и одного сливного клапана между ними.

Главная причина использования клапана DBB — безопасность. Если вам нужно отключить линию процессной инструментации для обслуживания, вы бы закрыли оба блокирующих клапана и открыли сливной клапан. Если по какой-либо причине первый блокирующий клапан течет, второй блокирующий клапан предотвратит накопление давления или жидкости в линии процессной инструментации.

Конфигурация двойной блокировки и слива может быть изготовлена и собрана из трех отдельных клапанов или приобретена как единый, самодостаточный блок — уменьшая размер и вес. Инновационный самодостаточный дизайн DBB подходит для всех жидкостей, но особенно для тех с более высокой вязкостью при использовании шаровых клапанов.

Импульсные линии

Импульсные линии соединяют клапан PIV с коллектором и трансмиттером. Их цель — та же, что и у всех компонентов процессной инструментации — передать точные процессные условия к трансмиттеру. При компоновке импульсных линий три главные цели вступают в игру:

• Предотвратить коррозию, накипь или закупорку
• Сократить точки утечки
• Поддерживать температуру в определенном диапазоне или обеспечивать защиту от замерзания

Первые две цели лучше всего достигаются использованием трубки и трубных фитингов из подходящего сплава, такого как нержавеющая сталь, в отличие от углеродистой трубы и резьбовых соединений. Нержавеющая стальная трубка может быть согнута и сформирована, что снижает количество механических соединений. Когда соединения необходимы, двухфальцевые механические фитинги типа захвата не откручиваются при тепловом циклировании или вибрации, в отличие от традиционных конических резьбовых трубных фитингов.

Третья цель — поддержание температуры в определенном диапазоне — достигается нагревом импульсных линий. Вы можете изолировать свои импульсные линии вручную путем трассировки на месте или покупая трубку, которая уже изолирована и помещена в полимерную оболочку. Предварительно изолированные пучки трубок поставляются готовыми к установке в катушечных длинах. Важно с предварительно изолированными пучками трубок следовать инструкциям производителя для уплотнения изоляции при спайке или резке пучка.

Коллектор

Коллектор состоит из набора клапанов, чьи корпуса механически обработаны из единого блока металла, обычно нержавеющей стали. Коллектор монтируется к трансмиттеру и выполняет критическую функцию, обеспечивая изоляцию для калибровки или обслуживания трансмиттера.

Качество и надежность особенно важны в коллекторе. Во время калибровки или нормальной операции хотя бы один из клапанов в коллекторе находится в положении закрытия. Если закрытие менее полным, результат может быть неточным показанием от трансмиттера.

Требует ли ваш объект помощи в выявлении проблем в вашей линии процессной инструментации? Опытные полевые инженеры Swagelok посетят ваш объект, оценят ваши системы и порекомендуют улучшения, которые улучшат ваши операции.

Коллектор Close Couple — Вариант

Теперь, когда мы рассмотрели линию процессной инструментации в деталях, давайте посмотрим на вариант для дальнейшего упрощения дизайна. Это элегантно простое решение, если ваше приложение позволяет вам его использовать.

Импульсные линии могут быть затратными для установки и обслуживания, с проблемами вроде закупорок, точек утечки, контроля температуры и коррозии. Вариант — названный «close couple» — устраняет импульсные линии. Клапан процессного интерфейса и коллектор становятся одним блоком, и трансмиттер монтируется прямо к нему. Следовательно, вся сборка присоединяется к процессной линии. Пока многие инженеры любят это решение, установки close couple имеют свои ограничения.

Одно ограничение — температура. Причина традиционной установки с импульсными линиями — защита трансмиттера от высокой температуры процессной линии. Если процессная линия слишком горячая, трансмиттер может не уметь работать всего в нескольких дюймах от нее в установке close coupled.

Второе ограничение — доступ. Если вам нужно добраться к трансмиттеру для калибровки, он должен быть доступен, поэтому монтаж close couple на процессном месте 50 футов в воздухе нежизнеспособен.

Последний препятствие — начальные затраты. Close coupling требует предварительных инвестиций, но в долгосрочной перспективе решение может быть менее затратным в целом. Если у вас есть возможность использовать этот ярлык, мы рекомендуем его использовать.

Заключение

Если вы цените точные измерения и инвестируете в премиальный трансмиттер, то ваши линии процессной инструментации требуют того же уровня внимания. Точность процессного измерения так же зависит от трансмиттера, как и от качества компонентов линии процессного измерения, включая то, как они установлены и обслуживаются. Стандартизация вашего объекта на основном наборе деталей инструментального подключения и деталей процессной импульсной линии, вместе с надежными системными компонентами, повысит надежность и точность вашего измерения. Более точные измерения принесут приветственные дивиденды в терминах времени, эффективности и рентабельности завода.