Pensampelan dan pemindahan sampel

Sistem pemprosesan sampel diperlukan apabila elemen sensor penganalisis dalam talian tidak dipasang secara langsung dalam saluran paip atau peralatan proses. Sistem pemprosesan sampel ialah sistem yang menghubungkan bendalir sumber dan titik pelepasan satu atau lebih instrumen analisis dalam talian. Fungsinya adalah untuk memastikan instrumen analisis boleh mendapatkan sampel yang mewakili dalam masa yang singkat. Keadaan sampel (suhu, tekanan, kadar aliran dan kebersihan) sesuai untuk keadaan operasi instrumen analisis.

Sistem pemprosesan sampel boleh mencapai fungsi asas berikut: pengekstrakan sampel, penghantaran sampel, pemprosesan sampel, dan pelepasan sampel. Fungsi asas ini juga merupakan komponen utama sistem sampel dan proses asas sampel dalam sistem.

Sama ada instrumen analisis dalam talian boleh digunakan dengan baik selalunya bukan pada penganalisis itu sendiri, tetapi bergantung pada kelengkapan dan kebolehpercayaan sistem pemprosesan sampel. Oleh kerana penganalisis adalah kompleks dan tepat, ketepatan analisis dihadkan oleh keterwakilan sampel, prestasi masa nyata dan keadaan fizikal. Malah, masalah pengsan dalam sistem pemprosesan sampel selalunya lebih daripada analisis, dan penyelenggaraan sistem pemprosesan sampel selalunya lebih daripada penganalisis itu sendiri. Oleh itu, kita harus mementingkan peranan sistem pemprosesan sampel, sekurang-kurangnya meletakkannya pada kedudukan yang sama seperti penganalisis untuk dipertimbangkan.

Keperluan asas sistem pemprosesan sampel boleh diringkaskan seperti berikut:

1. Sampel yang diperoleh oleh penganalisis adalah selaras dengan komposisi dan kandungan bendalir sumber dalam saluran paip atau peralatan.

2. Sampel dengan bilangan minimum

3. Mudah dikendalikan dan diselenggara

4. Kerja jangka panjang dan boleh dipercayai

5. Struktur sistem semudah mungkin

6. Litar pantas untuk mengurangkan latensi pengangkutan sampel

Probe persampelan dan persampelan

Pemilihan titik persampelan

Prinsip-prinsip berikut harus dipatuhi semasa memilih kedudukan titik persampelan penganalisis pada barisan proses. Kedudukan terbaik mungkin merupakan pertukaran dan kompromi beberapa titik di setiap titik:

1. Titik persampelan hendaklah terletak pada titik sensitif yang boleh mencerminkan perubahan sifat dan komposisi bendalir proses.

2. Titik persampelan harus berada di kedudukan yang paling sesuai untuk kawalan proses bagi mengelakkan kelewatan proses yang tidak perlu.

3. Titik persampelan hendaklah berada pada kedudukan di mana perbezaan tekanan proses yang tersedia membentuk gelung peredaran pantas

4. Titik persampelan hendaklah dipilih pada suhu sampel, tekanan, kebersihan, kekeringan dan keadaan lain sedekat mungkin dengan kedudukan yang diperlukan oleh penganalisis, untuk meminimumkan bilangan komponen pemprosesan sampel.

5. Lokasi titik persampelan hendaklah mudah diakses dari eskalator atau platform tetap

6. Titik persampelan penganalisis dalam talian hendaklah ditetapkan secara berasingan daripada titik persampelan analisis makmal.

Secara amnya dipercayai bahawa persampelan dari lokasi bergelora di mana pencampuran yang baik berlaku dalam kebanyakan saluran paip gas dan cecair memastikan sampel benar-benar mewakili. Kerana campuran gas atau cecair tidak mudah dicampur sepenuhnya melainkan terdapat pergolakan. Titik persampelan boleh dipilih pada kedudukan hilir selekoh terakhir sejurus selepas satu atau lebih selekoh 90 DEG, atau pada kedudukan yang agak tenang di hilir elemen pendikit (jangan berehat rapat dengan elemen pendikit).

Elakkan perkara berikut seboleh mungkin:

1. Jangan ambil sampel di hilir paip yang agak panjang dan lurus, kerana aliran bendalir di lokasi ini cenderung laminar, dan kecerunan kepekatan pada keratan rentas paip menghasilkan komposisi sampel yang tidak mewakili.

2. Elakkan pengambilan sampel di lokasi yang mungkin terdapat pencemaran atau isipadu mati yang mungkin terdapat gas, wap, hidrokarbon cecair, air, habuk dan kotoran.

3. Jangan gerudi terus pada dinding paip. Jika sampel diambil terus pada dinding paip, seseorang tidak dapat menjamin perwakilan sampel, bukan sahaja bendalir berada dalam keadaan laminar atau gelora, tetapi juga dalam keadaan gelora, sukar untuk menjamin perwakilan sampel; Kedua, kerana penyerapan atau penjerapan dinding dalam saluran paip akan menyebabkan kesan ingatan, apabila kepekatan sebenar bendalir berkurangan, penyahjerapan akan berlaku, komposisi sampel berubah, terutamanya untuk analisis komponen surih (seperti air surih, oksigen, karbon monoksida, asetilena, dll.), kesannya amat ketara. Oleh itu, sampel harus dikeluarkan oleh prob pensampelan jenis sisipan.

Pemilihan jenis prob persampelan

1. Bagi sampel gas dengan kandungan habuk kurang daripada 10mg/m3 dan sampel cecair bersih, prob terus (jenis terbuka) boleh digunakan untuk pensampelan. Prob pensampelan terus biasanya prob jenis rod dengan sudut satah 45°, bukaan dipasang pada arah aliran bendalir, dan zarah di sekeliling prob dipisahkan daripada bendalir dengan menggunakan prinsip pemisahan inersia, tetapi zarah dengan saiz zarah yang lebih kecil tidak boleh dipisahkan. Kebanyakan prob pensampelan yang digunakan dalam analisis dalam talian adalah prob sedemikian.

2. Apabila sampel cecair mengandungi sedikit jirim zarahan, jirim likat, polimer dan kristal, ia mudah menyebabkan penyumbatan, dan ia boleh diambil sampelnya dengan prob plug-in tanpa menghentikan tekanan. Probe ini juga boleh digunakan untuk sampel gas yang mengandungi sedikit jirim yang mudah tersumbat (kondensat, jirim likat).

Prob pensampelan seperti yang ditunjukkan dalam rajah 15-1 ialah prob pensampelan tanpa henti, dimasukkan tekanan dan ditarik keluar, juga dikenali sebagai prob pensampelan jenis prob yang boleh ditanggalkan, yang boleh mengeluarkan tiub pensampelan daripada tiub bercas tekanan untuk pembersihan dengan syarat proses tersebut tidak dihentikan. Ciptaan ini terdiri daripada sambungan pengedap dan injap pintu (atau injap bola) yang disusun pada prob terus.

Rajah 15 - 1 Struktur prob persampelan jenis prob boleh tanggal

Struktur sambungan pengedap ditunjukkan dalam Rajah 15-2. Struktur ini boleh dibahagikan kepada dua bahagian, satu ialah bahagian pengapit dan penetapan tiub pensampelan, dan ia menggunakan struktur pengapit dan penekan; Bahagian kedua ialah bahagian penyambung dengan bebibir injap pintu, yang menggunakan mod sambungan skru dan merealisasikan pengedapan antara kedua-dua bahagian oleh elemen pengedap. Berhati-hati untuk menyelaraskan orientasi alur tiub pensampelan dengan orientasi anak panah (arah aliran bendalir) pada bebibir semasa pemasangan. Untuk memudahkan operasi pasang masuk dan memastikan keselamatan, hujung hadapan tiub pensampelan dikimpal dengan bos, untuk mengelakkan tiub pensampelan daripada terkeluar oleh tekanan dalam tiub semasa proses penarikan keluar, sekali gus menyebabkan kemalangan keselamatan; apabila bos sampai ke hujung cakera bebibir buta, injap pintu boleh ditutup, kemudian sambungan pengedap diputarkan untuk mengeluarkan tiub pensampelan.

Bagi sampel gas dengan kandungan habuk yang lebih tinggi (>10mg/m3), prob penapis boleh digunakan untuk pensampelan

Rajah 15-2 Struktur sambungan pengedap

Apa yang dipanggil kuar pensampelan jenis penapis ialah kuar dengan penapis, elemen penapis menggunakan logam atau seramik sinter (<800°c), silikon="" karbida="">800°C), dan korundum Al2O3 (>1000°C) mengikut suhu sampel. Reka bentuk kuar harus mempertimbangkan penggunaan hakisan bendalir untuk mencapai tujuan pembersihan kendiri.

Penapis yang dipasang pada kepala prob (di dalam paip proses) dipanggil prob penapis terbina dalam, dan penapis yang dipasang pada ekor prob (di luar paip proses) dipanggil prob penapis terbina dalam. Kelemahan prob penapis terbina dalam ialah penapis tidak mudah dikeluarkan dan dibersihkan, hanya peniupan boleh dilakukan melalui mod peniupan terbalik, dan apertur penapis tidak boleh terlalu kecil, sekali gus menghalang habuk daripada kerap tersumbat. Prob ini sesuai untuk penapisan kasar primer sampel. Prob penapis luaran biasa digunakan, dan prob boleh menanggalkan penapis dengan mudah untuk pembersihan. Apabila penapis digunakan untuk mengambil sampel serombong, kerana penapis terletak di luar serombong, untuk mengelakkan pemeluwapan kelembapan dalam gas serombong suhu tinggi daripada menyekat perjalanan, bahagian penapis harus menggunakan mod pemanasan elektrik atau pemanasan stim untuk memastikan suhu gas serombong pensampelan berada di atas suhu takat embun. Prob ini digunakan secara meluas dalam pengambilan sampel gas serombong dandang, relau pemanasan dan insinerator.

Tiada prob penapis yang boleh digunakan untuk sampel cecair kotor, kerana kotoran basah mempunyai daya pelekat yang kuat, dan sukar untuk mencapai tujuan pembersihan sendiri dengan mencuci bendalir tersebut. Secara amnya, prob terus dengan diameter yang lebih besar digunakan untuk mengeluarkan cecair dan menanggalkan kotoran.

Untuk persampelan gas peretakan etilena, gas serombong penjanaan semula peretakan pemangkin, gas ekor pemulihan sulfur, arang batu atau minyak dan gas berat, gas ekor tanur berputar simen dan keadaan kompleks lain, peranti persampelan reka bentuk khas hendaklah diguna pakai.

Pemilihan Spesifikasi Probe, Panjang Sisipan dan Orientasi

Tiub keluli tahan karat 316 biasanya digunakan sebagai prob pensampelan. Isipadu prob hendaklah dihadkan untuk mengurangkan saiznya sebanyak mungkin.

Spesifikasi probe adalah seperti berikut:

Tiub 6mm atau 1/4"OD - untuk sampel gas.

Tiub 10mm atau 3/8"OD - untuk sampel cecair.

Tiub 3mm atau 1/8"OD - Sampel cecair untuk penggasan dan pengangkutan.

Tiub 12mm atau 1/2"OD - Untuk gelung peredaran pantas, sampel gas sarat habuk yang lebih tinggi dan sampel cecair yang dipanggil kotor.

Panjang prob ditentukan terutamanya oleh panjang sisipan. Untuk memastikan sampel yang mewakili, secara amnya dianggap bahawa panjang sisipan adalah sekurang-kurangnya 1/3 daripada diameter dalam paip. EEMVA Panjang sisipan yang disyorkan untuk piawaian No.138 ialah:

Panjang minimum: 30mm.

Panjang maksimum: (0.56d+10) mm (d ialah diameter dalam paip).

Kedudukan penyisipan pensampelan Paip mendatar: pensampelan gas, prob hendaklah dimasukkan dari bahagian atas paip untuk mengelakkan kemungkinan cecair atau titisan; Sampel cecair, prob hendaklah dimasukkan dari dinding sisi paip untuk mengelakkan wap dan buih yang mungkin wujud di bahagian atas paip, dan sisa dan sedimen yang mungkin wujud di bahagian bawah paip.

Paip menegak: Apabila cecair dimasukkan dari dinding sisi paip, cecair dikeluarkan dari bahagian paip yang mengalir dari bawah ke atas, untuk mengelakkan pencampuran gas apabila cecair yang mengalir tidak normal.

Pertimbangan untuk mereka bentuk dan membuat prob

Isu-isu berikut perlu diberi perhatian.

Probe perlu dipertimbangkan seperti berikut:

1. Probe pensampelan hendaklah dipasang dengan sambungan paip pendek berbentuk T dengan bebibir.

2. Bahan yang digunakan, sebahagian daripada pemasangan sambungan berbentuk T dipertimbangkan, dan injap henti sebaiknya injap pintu atau injap bola. Apabila sampel adalah gas tekanan tinggi, sistem injap henti berganda boleh dipertimbangkan, yang merupakan langkah perlindungan tambahan pengasingan berganda.

3. Injap henti pensampelan harus dipertimbangkan sebagai sebahagian daripada pemasangan probe, dan injap henti haruslah injap pintu atau injap bola. Apabila sampel adalah gas tekanan tinggi, sistem injap henti berganda boleh dipertimbangkan, yang merupakan langkah perlindungan tambahan pengasingan berganda.

4. Probe pensampelan harus mempunyai kekuatan mekanikal yang mencukupi untuk mengekalkan fiksasi tegar dalam bendalir proses. Apabila kelajuan bendalir pantas dan daya aliran besar, jika probe nipis, tiub pengukuh boleh ditutup untuk melindungi probe.

5. Kedudukan prob dan arah aliran saluran paip hendaklah ditanda pada bebibir.

6. Dalam mereka bentuk prob, perlu diingatkan bahawa koyakan akibat kesan resonans dapat dicegah.

penghantaran sampel

Keperluan asas untuk penghantaran sampel:

1. Masa kelewatan penghantaran tidak boleh melebihi 60 s, yang memerlukan jarak antara penganalisis dan titik persampelan sesingkat mungkin, isipadu sistem penghantaran sekecil mungkin, dan kadar aliran sampel sepantas mungkin (1.5 ~ 35m/s adalah sesuai).

2. Jika masa lebih daripada 60 saat selepas aliran yang dibenarkan oleh penganalisis, sistem gelung pantas harus digunakan

3. Talian penghantaran sebaiknya terus ke penganalisis, dengan hanya bilangan selekoh dan sudut minimum

4. Tiada dahan mati dan isipadu mati

5. Bagi sampel gas yang mengandungi kondensat, talian penghantaran hendaklah mengekalkan cerun tertentu ke bawah, titik terendah hendaklah berhampiran dengan penganalisis dan dilengkapi dengan tangki pengumpul kondensat. Pecahan cerun ialah 1:12, dan kelikatan kondensat boleh ditingkatkan kepada 1:5.

6. Perubahan fasa dicegah, iaitu, semasa proses penghantaran, sampel gas disimpan sepenuhnya dalam keadaan gas dan sampel cecair disimpan sepenuhnya dalam keadaan cecair.

7. Saluran paip sampel harus mengelakkan daripada melalui kawasan perubahan suhu yang melampau, yang akan menyebabkan keadaan sampel berubah tanpa kawalan

8. Sistem penghantaran sampel tidak boleh bocor, bagi mengelakkan kebocoran sampel atau pencerobohan udara persekitaran.

Litar pantas ialah saluran paip yang mempercepatkan aliran sampel untuk memendekkan masa kelewatan penghantaran sampel. Litar pantas biasanya terdiri daripada dua jenis, iaitu litar peredaran pantas yang kembali ke peranti dan litar pintasan pantas yang membawa kepada sisa.

Gelung pantas kembali ke peranti

Gelung peredaran pantas peranti pemulangan alat dipanggil gelung peredaran pantas, yang menggunakan perbezaan tekanan dalam talian proses dan menghubungkan saluran paip antara bahagian atas dan bawah, sampel diambil dari proses dan dikembalikan ke sistem peredaran proses, sampel yang diperlukan oleh penganalisis diambil dari gelung berhampiran titik penganalisis, lihat Rajah 15-3.

Litar pintasan pantas biasanya digunakan dalam situasi berikut:

1. Apabila pelepasan sampel tidak menyebabkan bahaya dan pencemaran alam sekitar.

2. Apabila proses pengembalian sampel tidak realistik, seperti gas selepas penyahmampatan wap selepas pengegasan cecair, dsb.

3. Apabila kos pemulihan sampel lebih tinggi daripada nilainya, proses pemulangan sampel tidak menjimatkan.

4. Mengembalikan sampel ke proses yang boleh menyebabkan pencemaran atau degradasi, seperti sampel campuran yang diukur melalui pelbagai laluan aliran, dsb.

Talian penghantaran sampel

Paip dan kelengkapan

Paip dan kelengkapan yang digunakan untuk saluran paip penghantaran sampel hendaklah memenuhi keperluan berikut:

Paip tiub lancar keluli tahan karat 316 harus diutamakan dalam talian penghantaran sampel. Paip tersebut harus disepuh lindap. Kelebihannya ialah:

Keluli tahan karat 316 tidak akan bertindak balas dengan komponen dalam laluan aliran sampel, dan mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik.

Keputusan menunjukkan bahawa dinding dalam tiub keluli lancar adalah licin, penjerapan pada sampel adalah sedikit, dan gred tahan tekanan adalah tinggi.

Tiub ini disambungkan melalui sambungan tekan, dan mempunyai prestasi pengedap yang baik dan isipadu mati yang kecil.

Tiub rawatan penyepuhlindapan mempunyai fleksibiliti yang tinggi, yang mudah untuk pembinaan lenturan dan sambungan tekan.

Sambungan paip hendaklah menggunakan cara sambungan tekan, sambungan tekan jenis lengan kad berganda hendaklah digunakan, bahan dan spesifikasi kelengkapan paip (sambungan dan injap) hendaklah sama dan dipadankan dengan paip.

Elakkan penggunaan tiub dan kelengkapan bukan logam melainkan sifat fizikal dan kimianya mempunyai kelebihan yang jelas dan dibenarkan oleh pengguna.

Tiub dan kelengkapan kuprum hanya boleh digunakan dalam sistem pneumatik dan pengiring haba, dan bukan untuk penghantaran sampel.

Penentuan Saiz Diameter Paip

Oleh kerana kadar aliran sistem sampel adalah sangat kecil berbanding dengan logistik proses, disebabkan oleh had masa kelewatan penghantaran, diameter paip telaga ceri mungkin dikurangkan. Diameter paip boleh ditentukan mengikut pengalaman.

Tiub 6 mm atau 1/4"OD untuk sampel gas

Sampel cecair ialah tiub 10mm atau 3/8"OD

Gelung peredaran pantas atau sampel kotor menggunakan tiub 12mm atau 1/2"OD.

Penentuan Ketebalan Dinding

Kapasiti tekanan tiub berkaitan dengan ketebalan dinding dan dihadkan oleh suhu. Keperluan ketebalan dinding saluran paip sampel dalam reka bentuk kejuruteraan am adalah:

∮3×0.7 atau 1/8"×0.028

∮6×1.0 atau 1/4"×0.035

∮10×1.0 atau 3/8"×0.035

∮12×1.5 atau 1/2"×0.049

Peralatan untuk kemudahan mencuci

Dalam kes berikut. Saluran paip dan komponen sampel hendaklah dilengkapi dengan kemudahan pencucian:

1. Apabila kelikatan kinematik sampel lebih tinggi daripada 500cSt(1cSt=1mm2/s)(pada 38°C)

2. Kemungkinan pemejalan atau penghabluran sampel

3. Sampel yang menghakis atau toksik

4. Acara lain untuk pengguna

Medium pembilasan mungkin nitrogen atau wap, yang harus dimasukkan dari hilir bersebelahan dengan titik persampelan, dengan perhatian khusus untuk membilas komponen bebas tambahan sistem (contohnya, penapis berganda selari, dsb.).

Paip tiub dan kelengkapan

Perbezaan antara Paip dan Tiub

Paip dan Tiub adalah dua jenis tiub dengan diameter, kaedah penyambungan, kaedah perwakilan dan julat aplikasi yang berbeza.

1. Tiub paip ialah tiub berdiameter besar. Diameter tiub adalah antara 15~1500mm (1/2~60 inci). Terdapat juga tiub paip yang kurang atau lebih besar daripada julat ini, tetapi menggunakan sedikit. Tiub tiub ialah tiub berdiameter kecil, yang diameternya adalah antara 1/8~1/2 inci (3~12 mm).

2. Paip mempunyai tiga jenis mod sambungan: sambungan bebibir, sambungan ulir dan sambungan kimpalan. Dalam kebanyakan kes, sambungan bebibir digunakan, dan sambungan ulir dibenarkan dalam tekanan rendah. Walau bagaimanapun, dinding Tiub sangat nipis, ulir tidak dibenarkan menutupinya, selepas rawatan penyepuhlindapan, menggunakan cara sambungan pengapit, juga dikenali sebagai sambungan tekanan.

3. Tiub paip mewakili spesifikasi diameter tiub dengan diameter nominal DN. Diameter nominal tidak sama dengan diameter luar paip atau diameter dalam paip, yang merupakan nombor saiz yang biasa digunakan untuk semua komponen (termasuk paip, bebibir, injap, sambungan, dll.) dalam sistem paip, dan paip, bebibir, injap, sambungan dengan diameter nominal yang sama boleh disambungkan antara satu sama lain, tanpa mengira sama ada dimensi lain (diameter luar, diameter dalam, ketebalan dinding, dll.) adalah sama. Secara ringkasnya, diameter nominal membolehkan sambungan antara tiub dan tiub dipermudahkan dan disatukan, itulah sebabnya tiub paip menggunakan DN untuk mewakili diameter tiub.

Tiub tiub mewakili spesifikasi diameter tiub bagi tiub dengan diameter luar OD, seperti Tiub OD 1/4 inci untuk tiub Tiub dengan diameter luar 1/4 inci. Oleh kerana tiub disambungkan melalui lengan, cara sambungan ini berkaitan dengan diameter luar, tiub dengan diameter luar yang sama dan bahagian tiub boleh disambungkan oleh lengan, itulah sebabnya tiub menggunakan OD untuk menyatakan diameter tiub.

4. Ketebalan dinding tiub paip adalah standard. Ia biasanya dinyatakan dengan nombor siri ketebalan dinding (Sch.NO.—Nombor Jadual untuk dipendekkan), Sch.No. juga dipanggil nombor aras tekanan, dari Sch.No.5 hingga Sch.No.160. Tiub dengan diameter atau bahan yang berbeza mempunyai siri ketebalan dinding standardnya sendiri. Atau, Sch.No. Ketebalan dinding sebenar tiub dengan diameter atau bahan yang sama adalah berbeza.

Ketebalan dinding tiub diwakili oleh saiz ketebalan sebenar (dalam inci atau mm)

5. Paip ini digunakan secara meluas, dan paip ini digunakan dalam kedua-dua paip proses dan paip kejuruteraan awam. Tiub ini hanya digunakan dalam saluran paip pengukuran sistem instrumen, saluran paip isyarat pneumatik dan sampel penganalisis dalam talian.

Jenis, spesifikasi dan parameter berkaitan tiub biasa

Terdapat beberapa tiub yang biasa digunakan: Mengikut bahan, terdapat terutamanya keluli tahan karat 316 dan keluli tahan karat 304. Mengikut proses pembentukan, terdapat dua jenis paip keluli lancar (bergolek panas sebelum lukisan sejuk) dan paip keluli dikimpal (dikimpal dengan keluli jalur). Terdapat dua jenis tiub inci-tiub meter dalam sistem unit pemeteran mengikut diameter luar dan ketebalan dinding.

Diameter luar dan ketebalan dinding tiub yang biasa digunakan, tekanan kerja maksimum yang dibenarkan dan pekali degradasi suhunya ditunjukkan dalam Jadual 15-1 hingga 15-5.

Jadual 15-1 Spesifikasi dan tekanan kerja maksimum yang dibenarkan (bar) bagi tiub buatan beras biasa (bahan 316SS atau 6Mo)

Nota: 1. Sistem tekanan kerja ASTM A-269 yang diukur dalam jadual, faktor keselamatan ialah 4:1 [faktor keselamatan = tekanan pengembangan (pecah): Tekanan kerja]

2. Tekanan kerja dalam jadual adalah berkesan dalam julat suhu -20 hingga +100°C tiub. Jika suhu meningkat, pekali degradasi suhu perlu didarabkan. Lihat jadual 15-2.

Jadual 15-2 Pekali degradasi suhu meter tiub

NOTA: Contohnya, tiub 316SS yang lancar dengan diameter luar 12mm × 1.00 ketebalan dinding mempunyai tekanan operasi 245bar pada suhu bilik (lihat Jadual 15-1). Jika beroperasi pada 800°F (427°C) dengan faktor degradasi suhu 0.80 (lihat jadual 15-2), tekanan operasi maksimum yang dibenarkan pada suhu tersebut ialah 245bar×0.80=196bar.

Jadual 15-3 Spesifikasi Paip Tiub dalam inci Biasa Tekanan Operasi Maksimum yang Dibenarkan (psi, lbs/in2) (paip keluli lancar 316 atau 304)

Jadual 15-4 Spesifikasi dan Tekanan Operasi Maksimum yang Dibenarkan (psi) untuk Tiub Inci Biasa (Tiub Keluli Kimpal 316 atau 304)

NOTA: 1. Data dalam jadual 15-3 dan 15-4 adalah selaras dengan piawaian perpaipan loji kimia dan penapisan ASME/ANSI B31.3 (versi 1987)

2. Nilai tekanan operasi ialah nilai tekanan pada suhu ambien (72°F atau 22°C), dan pekali degradasi suhu ditunjukkan dalam Jadual 15-5.

3. Faktor keselamatan tekanan ialah 4:1

4. Penukaran Unit lin=25.4mm, 1psi=6.89kPa≈0.07bar.

Jadual 15-5 pekali degradasi suhu tiub inci

Nota: Contohnya, tiub 316SS yang lancar dengan diameter luar 1/2" x ketebalan dinding 0.049 (kira-kira diameter luar 12.7mm x ketebalan dinding 1.25mm) mempunyai tekanan kerja 3500psi (kira-kira 245bar) pada suhu bilik. Jika dikendalikan pada suhu 800°F (427°C), pekali degradasi suhunya ialah 0.80, pada suhu mana tekanan kerja maksimum yang dibenarkan ialah 3500psi x 0.80=2800psi (kira-kira 196bar).

Kelengkapan untuk Tiub

Terdapat banyak jenis kelengkapan yang digunakan oleh tiub, tetapi ini boleh diringkaskan seperti berikut.

Sambungan tengah (Union) digunakan untuk sambungan antara paip Tiub dan paip Tiub, atau sambungan dengan kedua-dua belah yang disambungkan oleh selongsong. Terdapat terutamanya jenis berikut:

Penyambung tengah terus

Tee Kesatuan sambungan tengah tiga hala

Penyambung perantaraan empat hala Union Cross

Siku Kesatuan Sendi Tengah Bengkok

(Selekoh 90° dan 45°)

Penyambung melalui plat Bulkhead Union

Ciptaan ini digunakan untuk menyambungkan paip tiub dengan diameter paip yang berbeza, yang biasanya dipanggil kepala besar dan juga merupakan sambungan tengah.

Penyambung terminal digunakan untuk sambungan tiub dan meter, peranti tambahan, dsb. Penyambung disambungkan dengan paip Tiub melalui sarung pengapit, supaya penyambung disambungkan dengan meter, peralatan tambahan, dsb., dan merupakan penyambung pada terminal paip Tiub, jadi penyambung dipanggil penyambung terminal. Hanya terdapat satu daripada yang berikut:

Penyambung terminal lalu-lalu Penyambung

Penyambung terminal tiga hala Tee Penyambung

Penyambung terminal bengkok Siku Penyambung

Sambungan terminal melalui plat Penyambung Bulkhead

Penyambung Tolok digunakan untuk sambungan antara tiub dan tolok, dan juga merupakan penyambung terminal. Terdapat dua jenis utama: Sambungan Pas dan Sambungan Pas.

Lain-lain, seperti kelengkapan pendek (Penyesuai), palam paip (Plug), penutup paip (Cap), dan sebagainya, tidaklah tidak perlu atau tidak diperlukan.

Jika anda dipisahkan daripada alat tambahan, kelengkapan yang digunakan oleh paip tiub mempunyai dua mod pemasangan.

Sambungan soket

Sambungan jenis lengan digunakan untuk sambungan sambungan dan paip Tiub, yang disambungkan dan dimeteraikan oleh daya tekan gelung bulat, jadi sambungan jenis lengan juga dipanggil sambungan tekanan. Gelung bulat mempunyai dua jenis gelung (gelung tunggal, Ferrule Tunggal) dan gelung berganda (gelung berganda, Ferrule Berkembar).

sambungan berulir

Sambungan ulir digunakan untuk sambungan sambungan, instrumen, peralatan tambahan dan sebagainya. Terdapat dua jenis ulir biasa.

1. Benang paip tirus Terdapat dua jenis benang NPT (sudut gigi 60°) dan benang BSPT (sudut gigi 55°). Sudut tirus tirus ialah 1°47'. Semakin ketat tirus, penggunaan ubah bentuknya boleh memainkan peranan pengedap, jadi ia juga dipanggil "benang paip yang dimeteraikan dengan benang". Dalam penggunaan praktikal, agen pengedap biasanya ditambah, seperti pita PTFE, agen pengedap tiub sebatian, dan sebagainya, untuk mengelakkan kebocoran.

2. Benang paip silinder. Terdapat benang lurus (sudut 60°) dan benang BSPT (sudut 55°). Benang paip silinder tanpa tirus, ialah benang paip lurus, ia tidak mempunyai kesan pengedap, jadi ia juga dipanggil "benang paip tertutup tanpa benang". Gasket (gasket) digunakan untuk menutup sambungan.

Di samping itu, benang pada permukaan luar sambungan dipanggil benang positif, dan dilabelkan dengan M(Mel); benang pada permukaan dalam sambungan dipanggil benang betina, yang dilabelkan dengan F(Fail). Benang skru yang diputar mengikut arah jam dipanggil benang skru kanan, benang skru yang diputar lawan arah jam dipanggil benang skru kiri, model benang skru kiri dilabelkan LH, benang skru kanan tidak dilabelkan.

Kebanyakan benang yang digunakan dalam kelengkapan paip tiub adalah benang paip kon NPT, beberapa silinder udara adalah benang kidal, dan dalam kes lain, ia adalah benang tangan kanan.

Disebabkan oleh pelbagai jenis kelengkapan paip yang digunakan dalam paip Tiub, dan kaedah model dan spesifikasi pengeluar kelengkapan paip yang tidak konsisten, manual ini tidak lagi memberikan maklumat dalam hal ini. Malah, mengikut saiz, jenis dan mod sambungan kelengkapan, kelengkapan boleh dipilih dengan mudah mengikut sampel produk.

Sambungan paip jenis lengan

Kelengkapan Tiub ialah kelengkapan untuk menyambungkan paip Tiub (seperti yang dapat dilihat daripada nama Inggerisnya). Ia disambungkan dan dimeteraikan oleh daya tekan gelung bulat, jadi ia juga dipanggil sambungan tekan. Terdapat dua jenis kelengkapan lengan: Ferrule Tunggal dan Ferrule Berkembar. Rajah 15-5 ialah struktur dan prinsip kerja kelengkapan lengan berganda.

Rajah 15.5 Struktur dan Prinsip Kerja Sambungan Paip Lengan Kad Berganda

Kedua-dua pengapit didorong untuk mara ke arah badan sendi oleh tujahan yang dihasilkan oleh putaran nat mengikut arah jam; di bawah tindakan penyemperitan bersama port tirus badan, pengapit hadapan dan pengapit belakang, permukaan kon tiub ditekan selama dua jam, dan sambungan dan pengedap direalisasikan oleh daya tekan antara dua permukaan kon pengapit hadapan dan pengapit belakang dan tiub Tiub.

Perkara berikut harus diperhatikan semasa menyambungkan dengan pemasangan lengan:

1. Sebelum sambungan, tiub mestilah bulat, hujung tiub tidak mempunyai burr, permukaan tidak mempunyai kecacatan yang jelas

2. Masukkan paip tiub ke dalam penyambung dan pastikan paip di dalam sangkar dimasukkan ke tempatnya dan ketatkan nat dengan tangan. Adalah disyorkan agar anda melukis garisan antara heksagon nat dan badan sambungan sebagai garis dasar titik permulaan putaran nat.

3. Tidak perlu menggunakan ragum untuk mengapit paip ke dalam sambungan, ragum akan meninggalkan tanda atau calar pada paip, malah menjadikan paip menjadi elips, yang mudah bocor.

4. Dengan menggunakan sepana untuk mengetatkan nat mengikut arah jam, sambungan ≥1/4in(6mm) perlu berputar 1 1/4 kali; penyambung <1/4in(6mm) memerlukan putaran 3/4 seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 15-6.

5. Jika anda perlu memutuskan sambungan dan menyambung semula, perhatikan kedudukan pengetatan asal dan gunakan sepana untuk memutuskan sambungan. Apabila dipasang semula, ketatkan nat ke kedudukan asalnya, kemudian ketatkan sepana dengan perlahan sehingga tork meningkat sedikit.

Pengaliran haba wap

Pengesanan haba dan penebat haba

Pengesanan haba merujuk kepada penggunaan paip haba stim dan paip haba elektrik untuk memanaskan saluran paip sampel bagi menambah kehilangan haba dalam proses penghantaran, bagi mengekalkan suhu sampel dalam julat tertentu. Penebat haba merujuk kepada langkah-langkah salutan yang diambil pada permukaan luar saluran paip sampel untuk mengurangkan pelesapan haba ke persekitaran sekitar atau menyerap haba daripada persekitaran sekitar semasa proses penghantaran, juga boleh dikatakan sebagai langkah pengasingan yang diambil untuk memastikan sampel tidak terjejas oleh suhu sekitar semasa proses penghantaran.

Talian penghantaran sampel sering memerlukan penebat haba atau haba untuk memastikan keadaan fasa dan komposisi sampel tidak berubah akibat perubahan suhu. Punca perubahan suhu yang ketara dalam proses penghantaran sampel ialah perubahan cuaca, China berada di jalur monsun benua, perbezaan antara suhu ekstrem musim sejuk dan musim panas selalunya lebih daripada 60°C. Di samping itu, kesan pemanasan sinaran suria langsung mesti diambil kira, dan suhu permukaan saluran paip sampel kadangkala boleh mencapai 80~90°C di bawah pendedahan matahari pada musim panas. Oleh itu, pengaruh suhu ambien terhadap keadaan fasa dan komposisi sampel harus dipertimbangkan dalam reka bentuk penghantaran sampel.

Sampel gas mengandungi komponen yang mudah dikondensasikan, dan harus disertai dengan haba untuk mengekalkan suhu di atas takat embunnya; Sampel cecair mengandungi komponen yang mudah digasifikasikan, dan sampel cecair harus ditebat dan diasingkan di bawah suhu penyejatan atau mengekalkan tekanan di atas tekanan wap. Sampel analisis jejak (terutamanya air jejak dan oksigen jejak) mesti diangkut dengan haba, kerana kesan penjerapan dinding tiub meningkat dengan penurunan suhu, manakala kesan penyahjerapan adalah sebaliknya. Sampel yang mudah dikondensasikan dan dihablur juga mesti disertai dengan pemindahan haba. Pendek kata, mengikut keadaan dan komposisi sampel, mengikut perubahan suhu persekitaran, pilih cara penebat yang munasabah, tentukan suhu penebat.

There are two kinds of heat-preservation methods: steam heat-preservation and electric heat-preservation.

The advantages and disadvantages of steam heating

The advantages of steam heat-accompanying are: The temperature is high and the heat is large, so the sample can be heated quickly and kept at a higher temperature. The disadvantages are as follows:

1.Because of the thin diameter of the steam pipe, the air pressure can not be too high and the height of the vertical pipe changes, the effective length of heat conduction is greatly limited, so that when the sample pipeline is long or heavy load heat conduction, the method of sectional heat conduction must be adopted. According to the foreign data, the maximum effective heat conduction length of steam is 100ft(30.48m). Therefore, for the 60m long sample pipeline, it is usually divided into two stages.

2.The fluctuation of steam pressure will lead to a large change of temperature, and the insufficient supply of gas or even short-term interruption of gas is sometimes occurred. It is difficult to meet the requirements of equilibrium and stability of the temperature associated with the heat of the sample pipeline.

3.It is very difficult to control the associated temperature when the sample pipeline is heated by steam, or it is not controllable (the sample processing box can be controlled by temperature control valve).

Thermal vapor and thermal insulation material

There are two kinds of steam accompanied with heat, ie low-pressure superheated steam and low-pressure saturated steam.

Table 15-6 Main physical properties of saturated steam(SH 3126—2001)

Aluminum silicate insulation rope, silicate products and so on are commonly used as insulation materials for sample pipelines. The thermal insulation materials commonly used in the sample processing box or the analysis thermal insulation box are polyurethane foam, polystyrene foam, etc. The selection of the associated steam pressure and the thickness of the insulation layer can be found in Table 15-7.

Table 15-7 Thickness of thermal insulation layer at different atmospheric temperatures (SH 3126-2001)

Aluminum silicate insulation rope, silicate products and so on are commonly used as insulation materials for sample pipelines. The thermal insulation materials commonly used in the sample processing box or the analysis thermal insulation box are polyurethane foam, polystyrene foam, etc. The selection of the associated steam pressure and the thickness of the insulation layer can be found in Table 15-7.

Table 15-7 Thickness of thermal insulation layer at different atmospheric temperatures (SH 3126-2001)

Figure 15-7 Structure of heavy and light heat tracing

When the sample is easy to condense, freeze and crystallize, heavy heat may be used; When the heavy heat accompanying the sample may cause polymerization, decomposition reaction or gasification of the liquid sample, the light heat accompanying the sample should be used.

Water trap for steam heat-treatment system

The hydrophobic device is also called a hydrophobic valve, and its function is to regularly discharge condensate in the steam heat-accompanying system, prevent the leakage of steam, and save energy. A water trap should be installed separately in each of the heat-associated systems.

According to its working principle and structure, the water repeller has many kinds. Currently, the commonly used water repeller in the instrument thermal insulation system is a thermal power type water repeller, and also a temperature-regulated water repeller which utilizes the principle of thermal expansion and cold contraction of temperature sensitive elements to drain water automatically. and a combination of temperature-regulated and thermo-dynamic water repellents. The water repeller is not in the work scope of online analytical instrument maintenance, and this book does not introduce.

Electrical Companion

Advantages and Disadvantages of Electric Heating

At present, most domestic industrial enterprises use steam-assisted heat treatment, the main reason is that the steam boiler already existed in the plant can be used, but the heat-assisted efficiency and the maintenance and consumption in the future operation are far less than the use of electric-assisted heat treatment economy. In addition, the material of the steam supply pipe network and the water return pipeline, the heat preservation installation and the future maintenance cost, and the purification cost of the steam water are also considerable.

Compared with steam heat-accompanying, electric heat-accompanying has the following advantages:

1.The electric heating system is a relatively simple heating system. It does not need a complex steam pipe network and water return pipeline as the steam heating system, and the required power supply and distribution facilities can be shared with other electrical lines.

2.The scope of heat loss and the operating and maintenance expenses of the electric heat accompanying the heat shall be limited to the heat accompanying the line

3.Electric heat is a very easy-to-control heat-accompanying system, its temperature control can be very accurate, this is the steam heat-accompanying system can not reach

4.No noise, no pollution, steam tracing has "run, run, drip, leak" phenomenon, electric heat tracing does not

5.The electric heat belt has a service life of 25 years or more, which is difficult to achieve with steam

6.Easy installation, use and maintenance

Many developed countries have widely adopted electric heating technology in the industrial field. At present, the electric heating has been adopted in the instrument system of large-scale petrochemical projects. Compared with the steam heat, the main disadvantage of electric heat is low temperature and low heat. The temperature range of the electric heating is usually lower than 250°C, and the steam heating range is up to 450°C. Some liquid samples still need to be gasified by steam heating.

Electric heating cable

There are several kinds of electric heating cable in the electric associated heat system:(1) Self-regulation of the electric heating cable; (2) Constant power electric heating cable; (3) power-limited electri heating cable; (4) Series-connected electric heating cable

The first three are all parallel type electric heating cable, which are composed of parallel electric heating elements between two parallel power supply. At present, most of the electrical heat of the sample transmission line is selected as self-regulation electrical heating cable, and generally does not need temperature controller. When the sample temperature is higher (such as the high temperature flue gas sample of CEMS system), the power-limited electric belt can be adopted.

The advantages of the constant power electric belt are low cost, and the disadvantage is that the electric belt has no self-temperature adjusting function, and is easy to overheat. The invention is mainly used for the heating of the process pipelines and equipment, and a temperature control system must be arranged when the sample pipelines are used for the heating.

The series-type electric associated belt is a associated belt which takes the cable core line as the heating body, namely, the core line with certain resistance is connected with current, the core line generates heat, the heating core line has two types, namely single core and multi-core, which are mainly used for the heat associated with long-distance pipelines.

Fig. 15-8 Structure of self-regulating and electric belt 1-nickel-plated copper power supply bus; 2 - Conductive plastics; 3-Fluoropolymer insulation; 4-tin-plated copper wire braided layer; 5-polyolefin sheath (suitable for general environment); 6-Fluoropolymer Sheath (for corrosive environments)

self-regulating electric belt

Self-regulating Electric Accompanying Band, also known as Power Self-regulating Electric Accompanying Band, is a kind of parallel electric accompanying band with positive temperature characteristic and self-regulating. Figure 15-8 is the structure of the self-regulating electric belt.

The self-regulation electric heating belt consists of two power supply and conductive plastic connected in parallel between the two power supply. The so-called conductive plastic is made by introducing a cross-linked semiconductor matrix into the plastic, which is a heating element in an electric heating belt. When the temperature of the heated material increases, the conductive plastic expands, the resistance increases and the output power decreases. When the temperature of the material is lowered, the conductive plastic contracts, the resistance is reduced, and the output power is increased, that is, different heat will be generated at different ambient temperatures, and the conductive plastic has the function of self-regulating the temperature. It can be cut or lengthened arbitrarily, and it is very convenient to use.

The electric heating belt is suitable for the situation of low maintenance temperature, especially the situation of difficult calculation of heat loss. Its output power (10°C) is 10W/m, 16W/m, 26W/m, 33W/m, 39W/m and so on, and its maximum maintaining temperature is 65°C and 121°C. The so-called highest maintenance temperature means that the electric heating system can continuously maintain the highest temperature of the object.

Most of the electrical heat associated with the sample transmission line in on line analysis are self-regulated electrical heating belt. In general, there is no need for temperature controller, and the starting current is about 3-5 times of the normal value. The selection of components and wires in the power supply circuit should meet the requirements of starting current.

Limited power electric companion

Power-limited electric heating cable is also a parallel type of electric heating belt, its structure is the same as the constant power electric heating belt, see figure 15-9, the difference is that it uses resistance alloy heating wire, this kind of heating element has the positive temperature coefficient characteristic, when the temperature of the heating material increases, can reduce the power output of the heating belt. Compared with the self-regulation electric belt, the regulation range is small, the main function is to limit the output power in a certain range to prevent overheating.

Figure 15-9 Limited power supply with electric heating belt 1-Copper Power Supply Bus Bar; 2,4-Fluoropolymer insulation; 3-resistance alloy electric heating wire; 5-Tin-plated copper wire braided layer; 6-Fluoropolymer sheath

This kind of electric heating belt is suitable for the situation of high maintaining temperature, its output power (10°C) has several kinds such as 16W/m, 33W/m, 49W/m, 66W/m, etc., the highest maintaining temperature has two kinds of 149°C and 204°C. The invention is mainly used for the sampling pipeline of the CEMS system, which is used for heat preservation of the high-temperature flue gas samples, so as to prevent the moisture in the flue gas from condensing and separating out during the transmission process.

Electric Trace Tubing

Electrical Trace Tubing is a combination of a sample transport tube, an electrical trace tropical, a moisture retention layer, and a sheath layer.

Figure 15-10 is the structure of self-regulating electric heat pipe cable. The cable is suitable for the situation of low maintenance temperature, the highest maintenance temperature is 65°C and 121°C, and the number of the sample tubes is single and double following.

Figure 15-10 Self-regulating electric heat pipe cable structure

Left—single sample pipe cable; right—double sample tube cables; Structure (from outside to inside): Sheath - Black PVC Plastics

moisture retention layer-non-hygroscopic glass fiber; Thermal reflection belt—aluminum copper polyester belt; Electric heating belt—self-regulation type;

Sample tube—Tube of various sizes and materials

In addition to the electric heat pipe cable, there is also a steam trace tube cable, which is the same structure as the electric heat pipe cable, except the steam heat pipe replaced the electric heat pipe. It has two types of heavy and light heat accompanying, and the number of single and double heat accompanying sample tubes. The heat pipe cable is convenient to use, which saves the trouble of on-site coating and heat preservation construction. The invention has good water proof, moisture proof and corrosion resistance, and is reliable and durable, which is worthy of recommendation.

The cable can be selected according to the type selection sample provided by the manufacturer, and it also needs to be verified and confirmed through calculation. Figure 15-11 The working curve of the self-regulation electric heat pipe cable. The sample tube is a single 1/4in Tube tube, the left longitudinal coordinate is electric heat power, unit W/ft; The vertical coordinate on the right is ambient temperature, unit°F; The lower horizontal coordinate is the temperature of the sample tube, unit°F. The required thermal power can be identified by the intersection of temperature and ambient temperature that the sample tube needs to maintain. The rough line in the middle of the figure is the working curve of different specifications of electric heating belt, for example, the rough line is the working curve of self-regulation electric heating belt with power 3W/ft (10W/m at 10°C), according to the change of the curve, we can find out the change of the temperature of the sample tube under different environmental temperature when using the adjoint thermal.