분석기 정확도를 위한 3가지 규칙

분석기 정확도를 위한 3가지 규칙

Stacey Phillips, 현장 엔지니어링 관리자(미주)

대부분의 애플리케이션에서 운영자는 제품이 사양을 충족하는지 여부를 나타내기 위해 분석기 결과를 신뢰합니다. 그러나 분석기 결과가 최종 제품의 특성을 정확하게 반영하지 않는 경우 샘플링 시스템 설계 또는 성능 문제로 인해 프로세스 샘플이 손상되었을 수 있습니다. 실제로 분석기 문제의 약 80%는 샘플링 시스템 성능 문제로 인한 것입니다.

Swagelok 현장 엔지니어는 고객이 전 세계 다양한 산업에서 샘플링 시스템의 부정확성 또는 사양을 벗어난 제품을 진단할 수 있도록 지원합니다. 이러한 경험을 바탕으로 시스템 운영자가 항상 따라야 할 세 가지 규칙이 있습니다.

#1. 시스템 호환성 최적화

정확한 분석기 결과는 시스템 유체와의 호환성을 위해 설계된 샘플링 시스템에 따라 달라집니다. 예를 들어, 가스와 액체는 요구 사항이 다르며 샘플링 시스템은 이를 수용하도록 설계되어야 합니다. 결과에 큰 영향을 미칠 수 있는 몇 가지 변수는 다음과 같습니다.

• 온도. 화학 성분은 온도에 민감하므로 온도 편차가 결과에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 뜨거운 기화기는 들어오는 액체 샘플을 끓일 수 있습니다. 반면에 가스 샘플은 온도가 매우 빠르게 떨어지므로 작업자는 대표 온도를 유지하기 위해 적절한 조치를 취해야 합니다. 단열재 및 튜브 가열 요소를 통합하여 이 문제를 해결할 수 있습니다.
• 압박 압력은 분석기 정확도에도 영향을 미칩니다. 샘플이 시스템을 통과할 때 압력이 자연스럽게 떨어지며 적절한 조치를 취하지 않으면 문제가 발생할 수 있습니다. 액체 샘플의 압력 강하는 용해된 가스를 방출하여 액체가 거품을 일으키거나 거품을 일으킬 수 있습니다. 올바른 밸브를 선택하면 적절한 압력을 유지하는 데 도움이 됩니다.
• 흐름. 샘플 흐름이 느릴수록 튜빙의 내부 벽에 더 많은 점성 항력이 작용하여 고체가 형성됩니다. 우수한 시료 혼합, 깨끗한 시료 라인 및 더 빠른 응답 시간을 위해서는 시료 채취 시스템 내에서 유체가 반드시 속도가 느려지기 전에 분석기를 통과하는 것이 좋습니다.

#2. 샘플을 적시에 유지

작업자는 공정 라인에서 샘플을 채취한 후 분석기가 결과를 전달하는 시간을 최소화해야 합니다. 지연은 샘플의 특성이 변경되어 실제 프로세스 조건을 잘못 나타낼 수 있는 가능성을 높일 수 있습니다. 시간 지연을 최소화하는 것이 우선되어야 합니다.

이상적으로 시간 지연은 1분을 초과하지 않아야 합니다. 추가 지연을 유발할 수 있는 몇 가지 요인은 다음과 같습니다.

• 압박 운반 라인의 가스 압력은 밀도가 낮은 가스 샘플이 분석기로 더 빨리 이동할 수 있도록 탭핑 지점에서 가능한 한 감소되어야 합니다.
• 탐사. 프로브는 샘플을 신속하게 추출하고 샘플 대표성을 유지하는 데 도움이 되는 이중 목적을 수행할 수 있습니다. 그러나 크기가 중요합니다. 애플리케이션에 대해 불필요하게 큰 샘플 프로브는 더 큰 지연을 초래할 수 있습니다.
• 라인 크기 조정. 정확한 라인 크기 조정이 중요합니다. 프로브와 같이 너무 큰 라인은 지연을 증가시킬 수 있습니다. 샘플이 더 멀리 이동해야 하고 운송 라인의 내부 부피가 클수록 시간 지연이 길어집니다.
• 죽은 다리. 데드 레그 또는 퍼지되지 않은 부피로 인해 분자가 샘플로 확산되어 분석기 응답이 느려지고 시스템이 오염될 수 있습니다.
• 분석기 지연. 때때로 분석기 자체 내에서 지연이 발생합니다. 예를 들어, 분석기에 수동 작동이 필요한 경우 작업자는 샘플이 들어올 때 분석을 시작할 준비가 되어 있어야 합니다.

때때로 샘플링 시스템 운영자는 시간 지연이 누적되고 작은 지연이 합산될 수 있기 때문에 상당한 지연이 발생하고 있음을 깨닫지 못할 수 있습니다. 예를 들어, 샘플이 정상 조건에서 샘플 탭에서 샘플 컨디셔닝 시스템에 도달하는 데 49초가 걸릴 수 있습니다. 그러나 샘플링 컨디셔닝 시스템 내의 문제로 인해 누적 지연이 발생하는 경우 추출되는 샘플과 결과를 전달하는 분석기 사이의 목표 지연 시간이 1분을 넘지 않을 수 있습니다. 이는 분석된 샘플이 더 이상 전체 공정 유체를 대표하지 않는다는 것을 의미할 수 있습니다.

#3. 샘플 구성 유지

처음 두 가지 규칙을 성공적으로 따랐더라도 샘플 구성의 무결성을 방해하여 분석기 결과를 망칠 수 있는 몇 가지 추가 문제가 있습니다. 그 중 몇 가지는 다음과 같습니다.

• 예기치 않은 분류 분획 또는 부분적인 위상 변화는 분석기 결과를 극적으로 변경할 수 있습니다. 샘플이 분획된 경우 분석기는 원래 구성을 결정할 수 없어 대표성이 없는 판독값이 생성됩니다. 적절한 온도와 압력(규칙 #1 참조)을 유지하면 분류를 방지할 수 있습니다.
• 흡착. 샘플 유체가 표면에 닿으면 몇 개의 분자가 달라붙습니다. 흡착으로 인한 분자 손실은 샘플을 망칠 수 있습니다. 이 문제를 피하기 위해 시스템을 설계하거나 유지 관리할 때 필터 요소, 조절기 다이어프램, 튜브 벽 또는 가스 실린더에 적합한 재료를 선택하십시오.
• 오염. 오염 방지를 위해서는 필터 선택이 중요합니다. 대부분의 운영자는 시스템 필터의 중요성을 이해하지만 잘못된 유형의 필터가 배포된 경우가 종종 있습니다. 일부 필터는 공정 유체에 적합하지 않을 수 있으며 미립자를 놓치고 샘플이 더러워질 수 있습니다. 다른 유형의 필터는 흐름을 심각하게 제한할 수 있으며, 이는 시간 지연을 극적으로 증가시키거나 분석기의 공정 유체를 고갈시킬 수 있습니다. 데드 레그는 새 샘플과 혼합될 수 있는 오래된 샘플을 포함함으로써 샘플의 교차 오염을 유발할 수 있습니다. 여러 샘플을 선택하고 전환할 때 스트림 선택 밸브가 시트 위로 누출되는 경우 샘플의 교차 오염을 방지하기 위해 이중 블록 및 블리드 밸브 배열이 있는 적절한 스트림 선택 밸브를 사용해야 합니다.

이 세 가지 규칙을 따르면 작업자는 대표적인 샘플과 정확한 분석기 판독값을 보장할 수 있습니다. 샘플링 시스템 문제 해결을 어디서부터 시작해야 할지 모르십니까? Swagelok ^® 샘플링 시스템 평가 및 자문 서비스는 고객에게 고품질 제품을 제공하는 데 도움이 되는 실행 가능한 통찰력과 개선을 위한 우선 순위 권장 사항을 바탕으로 시스템 개선을 위한 이러한 영역 및 기타 영역을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

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