공정 계장 라인 모범 사례: 정확성과 안전성 향상

공정 측정 – 임펄스 라인 모범 사례

척 얼름(Chuck Erml), 제품 관리자

공정 내 압력, 유량 또는 레벨을 측정할 때 안전과 정확성은 항상 초점입니다. 탭에서 트랜스미터까지, 공정 측정 정확도는 공정 계장 측정 루프 내 각 구성 요소의 적절한 기능에 달려 있습니다. 엔지니어와 기술자들이 종종 트랜스미터에 대부분의 주의를 기울이지만, 그것은 임펄스 라인이 제공하는 입력만큼만 정확합니다.

공정 계장 라인이 잘 작동하지 않는지 아는 것은 종종 어렵습니다. 주의가 트랜스미터에만 집중되어 있다면, 임펄스 라인이 부진한 성능의 원인이라면 성공 가능성은 훼손됩니다.

공정 임펄스 라인 내 가능한 문제들(전체 설계 및 레이아웃과 관련된 것들 포함)에 대해 지속적으로 교육받는 것은 최종 측정의 정확성을 위해 필요합니다. 이 블로그 게시물은 엔지니어와 기술자 모두에게 공정 임펄스 라인의 성공을 관리하기 위한 검증된 모범 사례를 제공합니다.

공정 측정 임펄스 라인의 표준 다이어그램

재질 선택

공정 계장 라인의 기본 구성 요소 각각(공정 인터페이스 밸브(PIV), 임펄스 라인, 매니폴드)에 대해 정확성에 영향을 줄 수 있는 재질 선택에서 중요한 선택이 있습니다.

공정 매체, 환경 조건, 시스템 압력/온도가 합금 선택을 결정하는 경우가 많습니다. 스테인리스강 또는 더 높은 등급의 합금이 대부분의 애플리케이션에서 강력히 권장되는데, 이는 내식성 때문입니다. 그러나 많은 산업 플랜트는 여전히 공정 인터페이스 밸브, 배관, 심지어 일부 매니폴드에 탄소강을 사용합니다. 특정 저습도 애플리케이션에서는 탄소강이 허용될 수 있지만, 대부분의 다른 애플리케이션에서는 위험이 될 수 있습니다. 탄소강에 흔히 쌓이는 스케일이 떨어져 나가 하류로 흐르고, 밸브 시트에 걸려 양성 차단을 방해할 수 있습니다. 결과는 부정확한 트랜스미터 캘리브레이션 또는 부정확한 트랜스미터 판독값입니다. 계장 루프에 탄소강 구성 요소를 사용하는 경우, 스케일링이 시스템 내 밸브 작동에 영향을 미치지 않는지 매우 면밀히 모니터링해야 합니다. 스웨즈락의 재료 과학 교육을 통해 특정 애플리케이션에 적합한 내식성 재료를 선택하는 방법을 배울 수 있습니다.

표준화를 통한 유지보수 간소화

목표가 설계 표준화라면 구현할 수 있는 확립된 모범 사례 구성이 있습니다. 엔지니어들은 시간이 지남에 따라 수많은 설계 변형을 개발했지만, 그 중 많은 것이 신뢰성과 정확성에 이상적이지 않습니다. 각 시스템은 유지보수 측면에서 다른 니즈를 가지며, 이는 유지보수 팀의 복잡성을 증가시킵니다.

이상적으로 모든 공정 측정 시스템은 가동 중단, 유지보수, 정확성에 대한 예산과 허용치를 설정하는 것을 포함하여 일관된 기준 세트를 사용하여 설계되어야 합니다. 최적의 결과에는 종종 높은 수준의 표준화가 포함됩니다. 예를 들어, 표준화 전에 정제 플랜트는 공정 계장 라인에 대해 30가지 다른 구성을 가질 수 있습니다. 표준화 후에는 동일한 플랜트가 6가지 구성만 가질 수 있으며, 각각 동일한 기본 구성 요소(트랜스미터 마운트, 매니폴드 시스템, 격리 밸브)를 포함합니다. 주요 변형은 튜빙 런과 격리 밸브 유형(DBB, 게이지 루트 등)일 수 있으며, 이는 다시 매체, 온도, 압력, 트랜스미터 또는 게이지의 위치에 따라 달라집니다.

표준화를 통해 유지보수, 설치, 교육, 진단 등 많은 것이 단순해집니다. 신뢰성도 증가합니다. 또한 시설은 더 적은 교체 부품을 비축할 수 있어 간접 비용이 절감됩니다.

공정 인터페이스 밸브(PIV)

공정 인터페이스 밸브는 공정 라인에서 첫 번째 밸브입니다. 역사적으로 선택된 PIV는 단일 게이트 밸브 또는 볼 밸브였습니다. 둘 다 오늘날에도 계속 사용되며, 특히 미국에서 그렇지만, 모범 사례는 이중 차단-배기(DBB) 밸브입니다. 이는 중간에 하나의 배기 밸브가 있는 두 개의 격리 밸브로 구성됩니다.

DBB 밸브를 사용하는 주된 이유는 안전입니다. 유지보수를 위해 공정 계장 라인을 차단해야 하는 경우, 두 차단 밸브를 모두 닫고 배기 밸브를 열 것입니다. 어떤 이유로든 첫 번째 차단 밸브가 누출되면, 두 번째 차단 밸브가 공정 계장 라인에 압력이나 유체 축적을 방지할 것입니다.

이중 차단-배기 구성은 세 개의 개별 밸브로 제작 및 조립하거나 단일 독립형 유닛으로 구매할 수 있습니다. 이는 크기와 무게를 줄여줍니다. 혁신적인 독립형 DBB 설계는 모든 유체에 적합하지만, 볼 밸브 사용 시 특히 점도가 높은 유체에 적합합니다.

임펄스 라인

임펄스 라인은 PIV 밸브를 매니폴드와 트랜스미터에 연결합니다. 그 목적은 다른 모든 공정 계장 구성 요소와 마찬가지로 정확한 공정 조건을 트랜스미터에 전달하는 것입니다. 임펄스 라인을 배치할 때 세 가지 주요 목표가 작용합니다:

• 부식, 스케일링 또는 막힘 방지
• 누출 지점 감소
• 특정 범위 내 온도 유지 또는 동결 방지 제공

첫 두 목표는 탄소강 파이프와 나사 연결 대신 적절한 합금(예: 스테인리스강)으로 만든 튜빙과 튜브 피팅을 사용하여 가장 잘 달성됩니다. 스테인리스강 튜빙은 구부리고 성형할 수 있어 기계적 연결 수를 줄입니다. 연결이 필요할 때, 투-페룰 기계식 그립 타입 튜브 피팅은 열 사이클링이나 진동으로 인해 풀리지 않습니다. 기존 테이퍼 파이프 나사 피팅과는 달리 말입니다.

세 번째 목표(특정 범위 내 온도 유지)는 임펄스 라인을 가열하여 달성합니다. 현장 트레이싱으로 임펄스 라인을 수동으로 단열하거나 이미 단열되어 폴리머 재킷에 싸인 튜빙을 구매할 수 있습니다. 사전 단열 번들 튜빙은 코일 길이로 제공되어 설치 준비가 되어 있습니다. 사전 단열 튜빙 번들을 사용할 때 스플라이싱하거나 번들을 절단할 때 제조업체의 단열 밀봉 지침을 따르는 것이 중요합니다.

매니폴드

매니폴드는 일반적으로 스테인리스강인 단일 금속 블록에서 가공된 밸브 세트로 구성됩니다. 매니폴드는 트랜스미터에 장착되며 트랜스미터의 캘리브레이션 또는 서비스를 위한 격리를 가능하게 하는 중요한 기능을 수행합니다.

품질과 신뢰성은 매니폴드에서 특히 중요합니다. 캘리브레이션 또는 정상 작동 중에 매니폴드의 밸브 중 적어도 하나는 차단 위치에 있습니다. 차단이 완전하지 않으면 트랜스미터에서 부정확한 판독값이 나올 수 있습니다.

귀사 시설에서 공정 계장 라인 내 문제 식별에 도움이 필요하십니까? 경험 많은 스웨즈락 현장 엔지니어들이 귀사 시설을 방문하여 시스템을 평가하고 운영을 개선할 개선 사항을 조언해 드립니다.

클로즈 커플 매니폴드 – 하나의 옵션

이제 공정 계장 라인을 자세히 검토했으니, 설계를 더 단순화하는 옵션을 살펴보겠습니다. 애플리케이션이 허용한다면 우아하게 간단한 솔루션입니다.

임펄스 라인은 막힘, 누출 지점, 온도 제어, 부식 같은 문제로 설치 및 유지보수 비용이 많이 들 수 있습니다. '클로즈 커플(close couple)'이라고 불리는 이 옵션은 임펄스 라인을 제거합니다. 공정 인터페이스 밸브와 매니폴드가 하나의 유닛이 되고, 트랜스미터가 직접 장착됩니다. 따라서 전체 어셈블리가 공정 라인에 부착됩니다. 많은 엔지니어들이 이 솔루션을 좋아하지만, 클로즈 커플 설치에는 제약이 있습니다.

한 가지 제약은 온도입니다. 임펄스 라인이 있는 전통적인 설정의 이유는 공정 라인의 고온으로부터 트랜스미터를 보호하기 위함입니다. 공정 라인이 너무 뜨거우면 트랜스미터가 클로즈 커플 설치에서 불과 몇 인치 떨어진 곳에서 작동하지 못할 수 있습니다.

두 번째 제약은 접근성입니다. 캘리브레이션을 위해 트랜스미터에 접근해야 한다면 접근 가능해야 하므로, 지상 50피트 높이의 공정 위치에 클로즈 커플을 장착하는 것은 실행 가능하지 않습니다.

마지막 장애물은 초기 비용입니다. 클로즈 커플링은 선행 투자가 필요하지만, 장기적으로는 솔루션이 전반적으로 덜 비용이 들 수 있습니다. 이 지름길을 사용할 기회가 있다면 사용하는 것을 권장합니다.

결론

정확한 측정을 중요하게 생각하고 프리미엄 트랜스미터에 투자한다면, 공정 계장 라인에도 동일한 수준의 관심이 필요합니다. 공정 측정 정확도는 트랜스미터만큼이나 공정 측정 라인 구성 요소의 품질, 설치 및 유지보수 방법에 의존합니다. 핵심 계장 연결 및 공정 임펄스 라인 세부 사항에 대한 시설 표준화와 신뢰할 수 있는 시스템 구성 요소는 측정의 신뢰성과 정확성을 높일 것입니다. 더 정확한 측정은 시간, 효율성, 플랜트 수익성 측면에서 환영할 만한 배당을 가져올 것입니다.