공정 분석기 시스템 교육에서 경험한 5가지 가장 일반적인 계시:50년 회고전

공정 분석기 시스템 교육에서 경험한 가장 일반적인 5가지 계시

Tony Waters, 샘플링 시스템 전문가, 강사

공정 분석기 샘플링 시스템은 공장 내에서 가장 까다로운 시스템 중 하나입니다. 설계가 어려울 뿐만 아니라 정확하게 작동하는 것도 어렵습니다. 여기서 약간의 조정을 하면 결국 다른 곳에서 큰 조정을 해야 할 수 있습니다. Swagelok이 공정 분석기 샘플링 시스템(PASS) 교육 과정에서 많은 좋은 질문과 세심한 교육생을 받는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 지난 50년 동안 제가 가르치면서 저는 학생들이 많은 깨달음을 경험하는 것을 관찰했습니다. 다음은 수년 동안 제 프로세스 분석기 시스템 교육생이 했던 상위 5가지 "아하" 순간입니다.

"시간 지연은 종종 내가 예상한 것보다 더 깁니다."

대부분의 교육생은 분석 기기 시스템에서 시간 지연을 해결하는 것의 중요성을 고려하지 않으며 일부 분석기 측정값이 얼마나 늦게 수신되는지 종종 놀라곤 합니다. 업계 표준은 샘플 추출부터 판독값 획득까지 응답 시간이 약 1분입니다. 이 짧은 시간 프레임은 프로세스 조건을 거의 실시간으로 판독하여 즉각적인 조정을 수행하고 낭비되는 제품을 최소화할 수 있도록 합니다.

그러나 어떤 경우에는 분석기가 공정 탭에서 불과 몇 피트 떨어진 곳에 장착된 경우에도 판독값을 얻는 데 많은 시간이 소요될 수 있습니다. 이러한 지연은 샘플링 시스템 설계자의 기대치를 초과할 때 문제가 됩니다. 시간 지연에 대한 부정확한 추정 또는 잘못된 가정은 부적절한 프로세스 제어를 초래할 수 있습니다.

시간 지연을 줄이는 유일한 방법은 시스템 설계를 조정하는 것입니다. 우리는 일반적인 샘플링 시스템에서 시간 지연을 계산하는 프로세스 분석기 시스템 교육 과정에서 실제 연습을 합니다. 연습에서 우리의 초기 설계는 5시간 이상의 엄청난 지연이 있습니다. 그러나 몇 가지 빠른 시스템 수정을 수행한 후 해당 지연을 1분 업계 표준으로 줄였습니다. 훈련생들은 이 과정에 놀라고 자신의 시설로 돌아가서 시행합니다.

"내 샘플이 공정 조건을 대표하지 않을 수 있습니다"

시간 지연은 샘플 판독값의 "대표성"에 영향을 미치기 때문에 수정해야 할 매우 중요한 문제입니다. 즉, 분석기 판독값을 얻을 때 샘플이 프로세스 라인의 유체를 얼마나 대표하는지 반영합니다. 예를 들어, 5시간 이상의 지연이 있는 공정 분석기 시스템. 음수 판독값이 발생하면 시스템 운영자는 품질 문제를 수정하고 문제가 해결된 것으로 간주합니다. 그러나 교환원은 판독값이 5시간 이상 지연되었다는 사실을 인지하지 못할 것입니다. 그 동안 많은 불량품이 시스템을 거쳐 이미 고객에게 배송되었을 수 있습니다.

적절한 샘플을 채취하고 시간 지연을 제한하더라도 샘플링 시스템의 설계로 인해 여전히 대표성이 없을 수 있습니다. 예를 들어, 프로세스 분석기 시스템의 교착 상태 또는 데드 스페이스는 새 샘플로 흘러 들어갈 수 있는 오래된 샘플을 가두어 실시간 프로세스 조건에 맞지 않는 혼합 샘플을 생성할 수 있습니다.

또한 누출로 인해 샘플이 오염될 수 있습니다. 샘플링 시스템 자체에서 누출이 아니라 주변 공기에서 시스템으로 누출됩니다. 예를 들어, 시스템 외부의 산소 부분압이 시스템 내부의 부분압보다 크기 때문에 산소는 100psia에서 100% 질소를 포함하는 시스템으로 누출될 수 있습니다. 이러한 종류의 누출은 샘플링 시스템의 부분 압력을 높여 의도하지 않은 주변 공기 오염을 방지함으로써 해결할 수 있습니다.

"Coalescer에 더 많은 관심을 기울여야 합니다."

샘플 컨디셔닝 교육에서 대부분의 참석자는 유착기가 가스 샘플에서 액체를 분리하고 제거하는 데 사용되는 장치라고 생각합니다. 이것은 부분적으로 사실이지만 이 믿음은 에어로졸 형태로 부유하는 액체에 대해서만 정확합니다. 에어로졸은 사이클론이나 중력 분리기와 같은 가속 장치가 액체 방울을 분리할 수 없기 때문에 많은 가스 샘플에 존재합니다. 샘플링 시스템에 설치된 유착 장치를 사용하면 작은 방울이 함께 모여 중력에 의해 더 쉽게 분리되는 큰 방울로 결합됩니다.

훈련생은 두 가지 조건이 일반적으로 코어레서를 비효율적으로 만든다는 사실에 놀랐습니다. 첫째, 자유 액체(즉, 에어로졸이 아닌 액체)는 액체 방울의 거대한 크기로 인해 거의 분리 없이 코어레서를 통해 바로 흐릅니다. 두 번째로, 코어레서를 통과하는 유속이 너무 높으면 미세한 에어로졸 방울이 코어레서 요소를 지나서 밀리고 흐름 경로에서 제거되지 않습니다. 두 시나리오 모두 에어로졸 방울이 분석기에 도달할 가능성을 높이고 판독값의 신뢰성을 감소시켜 코어레서를 쓸모 없게 만듭니다.

"액체를 기화시키는 것은 문제가 될 수 있습니다"

많은 연수생은 액체 샘플을 기화하는 것이 쉽다고 생각하지만 많은 것이 잘못될 수 있습니다. 목표는 액체의 압력을 빠르게 떨어뜨려 액체를 즉시 증기 상태로 전환하는 것입니다. 그러나 전체 샘플을 증기로 플래시하는 대신 증발과 증발의 조합을 통해 의도하지 않게 분별된 샘플을 생성할 수 있습니다. 샘플이 분별되면 더 이상 분석에 적합하지 않습니다.

이러한 시나리오에서는 가벼운 기체 분자가 먼저 증발하여 분석기로 하류로 이동하는 반면 무거운 분자는 액체 상태로 남아 있습니다. 결과적으로 분석기에 도달하는 샘플은 더 이상 공정 라인에서 가져온 제품을 정확하게 나타내지 않습니다. 기화 중에 어떤 일이 발생하는지 이해하고 분석 시스템에서 기화 관리에 대해 자세히 학습하면 앞으로 이러한 일이 발생하지 않도록 방지할 수 있습니다.

"응결은 어려울 수 있지만 해결하는 것은 간단합니다."

응축은 가스 샘플에서 경험하는 가장 일반적인 문제일 것입니다. 훈련생은 기체가 얼마나 빨리 냉각되는지(그리고 액체가 얼마나 천천히 냉각되는지) 알고 놀란다. 그러나 그들은 또한 언제 결로가 발생하고 이를 방지하기 위해 필요한 온도를 쉽게 예측할 수 있다는 사실을 알게 되어 기쁩니다.

가능한 한 꼭지에 가깝게 위치해야 하는 현장 스테이션에서 가스 샘플의 압력을 줄이는 시스템을 고려하십시오. 거의 모든 가스는 압력 강하(줄-톰슨 효과로 알려진 현상) 동안 열을 잃는다는 것을 기억하십시오. 압력 강하가 미미한 경우 결로 발생에 대한 걱정 없이 간단한 감압 레귤레이터를 사용할 수 있습니다. 그러나 상당한 가스 압력 강하는 상당한 열 손실로 인해 응축을 일으킬 것입니다. 이는 가스가 이슬점 온도에 가까울 때 더욱 가능성이 높습니다.

공정 분석기 샘플링 시스템 설계는 평생 동안 발견하는 여정입니다. 항상 새로운 것을 알아낼 수 있습니다. 샘플링 시스템에 대한 50년의 경험 후에도 나는 여전히 나 자신을 배우고 있으며 때때로 나 자신의 "아하" 순간을 달성하기도 합니다. 훈련은 기술을 향상하고 아직 배워야 할 것이 무엇인지 발견하는 데 중요합니다. 현장에 있을 때에도 모두를 위해 더 정확하고 안정적인 공정 분석기 시스템 판독으로 이어질 수 있는 자신만의 깨달음을 경험할 수 있습니다.

저자 소개

Tony Waters는 Swagelok의 업계 전문가이자 컨설턴트입니다. 공정 분석기 및 샘플링 시스템에 대한 50년 이상의 경험을 바탕으로 분석기 제조업체, 최종 사용자 및 시스템 통합업체에서 엔지니어링 및 마케팅 역할을 담당했습니다. 그는 프로세스 산업에 전문 분석기 서비스를 제공하기 위해 3개의 회사를 설립했으며 정유 공장 및 화학 공장에서 프로세스 분석기를 적용하는 전문가입니다.