การสุ่มตัวอย่างและการถ่ายโอนตัวอย่าง

ระบบประมวลผลตัวอย่างมีความจำเป็นเมื่อองค์ประกอบเซนเซอร์ของเครื่องวิเคราะห์แบบออนไลน์ไม่ได้ติดตั้งโดยตรงในท่อส่งหรืออุปกรณ์ของกระบวนการ ระบบประมวลผลตัวอย่างเป็นระบบที่เชื่อมต่อของเหลวต้นทางและจุดปล่อยของเครื่องมือวิเคราะห์แบบออนไลน์หนึ่งเครื่องหรือมากกว่านั้น หน้าที่ของระบบนี้คือเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องมือวิเคราะห์สามารถรับตัวอย่างที่เป็นตัวแทนได้ในเวลาที่สั้นที่สุด และสถานะของตัวอย่าง (อุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหล และความสะอาด) เหมาะสมกับสภาวะการทำงานของเครื่องมือวิเคราะห์

ระบบประมวลผลตัวอย่างสามารถทำหน้าที่พื้นฐานต่อไปนี้ได้: การสกัดตัวอย่าง การส่งผ่านตัวอย่าง การประมวลผลตัวอย่าง และการปล่อยตัวอย่าง หน้าที่พื้นฐานเหล่านี้ยังเป็นส่วนประกอบหลักของระบบตัวอย่างและกระบวนการพื้นฐานของตัวอย่างในระบบอีกด้วย

ประสิทธิภาพการใช้งานเครื่องมือวิเคราะห์ออนไลน์นั้น มักไม่ได้ขึ้นอยู่กับตัวเครื่องวิเคราะห์เอง แต่ขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์และความน่าเชื่อถือของระบบประมวลผลตัวอย่าง เนื่องจากตัวเครื่องวิเคราะห์มีความซับซ้อนและแม่นยำ ความแม่นยำของการวิเคราะห์จึงถูกจำกัดด้วยความสามารถในการเป็นตัวแทนของตัวอย่าง ประสิทธิภาพการทำงานแบบเรียลไทม์ และสถานะทางกายภาพของตัวอย่าง ที่จริงแล้ว ปัญหาความผิดพลาดในระบบประมวลผลตัวอย่างมักมีมากกว่าปัญหาการวิเคราะห์ และการบำรุงรักษาระบบประมวลผลตัวอย่างมักมีมากกว่าปัญหาของตัวเครื่องวิเคราะห์เอง ดังนั้น เราจึงควรให้ความสำคัญกับบทบาทของระบบประมวลผลตัวอย่าง อย่างน้อยก็ควรให้ความสำคัญเท่าเทียมกับตัวเครื่องวิเคราะห์

ข้อกำหนดพื้นฐานของระบบประมวลผลตัวอย่างสามารถสรุปได้ดังนี้:

1. ตัวอย่างที่ได้จากเครื่องวิเคราะห์นั้นสอดคล้องกับองค์ประกอบและปริมาณของของเหลวต้นทางในท่อหรืออุปกรณ์

2. ตัวอย่างที่มีจำนวนน้อยที่สุด

3. ใช้งานและบำรุงรักษาง่าย

4. การทำงานที่มั่นคงและน่าเชื่อถือในระยะยาว

5. โครงสร้างของระบบนั้นเรียบง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

6. วงจรความเร็วสูงเพื่อลดความล่าช้าในการส่งตัวอย่าง

การสุ่มตัวอย่างและหัววัดการสุ่มตัวอย่าง

การเลือกจุดเก็บตัวอย่าง

ควรปฏิบัติตามหลักการต่อไปนี้เมื่อเลือกตำแหน่งจุดเก็บตัวอย่างของเครื่องวิเคราะห์บนสายการผลิต ตำแหน่งที่ดีที่สุดอาจเป็นการประนีประนอมและหาจุดลงตัวที่เหมาะสมในแต่ละด้าน:

1. จุดเก็บตัวอย่างควรตั้งอยู่ในจุดที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลง ซึ่งสามารถสะท้อนการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติและองค์ประกอบของของเหลวในกระบวนการได้

2. จุดเก็บตัวอย่างควรอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการควบคุมกระบวนการ เพื่อหลีกเลี่ยงความล่าช้าของกระบวนการโดยไม่จำเป็น

3. จุดเก็บตัวอย่างควรอยู่ที่ตำแหน่งซึ่งความแตกต่างของแรงดันกระบวนการที่เกิดขึ้นจะก่อให้เกิดวงจรการไหลเวียนที่รวดเร็ว

4. ควรเลือกจุดเก็บตัวอย่างที่มีอุณหภูมิ ความดัน ความสะอาด ความแห้ง และเงื่อนไขอื่นๆ ของตัวอย่างใกล้เคียงกับตำแหน่งที่เครื่องวิเคราะห์ต้องการมากที่สุด เพื่อลดจำนวนส่วนประกอบในการประมวลผลตัวอย่างให้น้อยที่สุด

5. จุดเก็บตัวอย่างควรเข้าถึงได้ง่ายจากบันไดเลื่อนหรือชานพักที่กำหนดไว้

6. จุดเก็บตัวอย่างของเครื่องวิเคราะห์ออนไลน์จะต้องตั้งแยกต่างหากจากจุดเก็บตัวอย่างของการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ

โดยทั่วไปเชื่อกันว่าการเก็บตัวอย่างจากบริเวณที่มีการไหลปั่นป่วนซึ่งมีการผสมที่ดีในท่อส่งก๊าซและของเหลวส่วนใหญ่ จะทำให้ได้ตัวอย่างที่เป็นตัวแทนที่แท้จริง เนื่องจากส่วนผสมของก๊าซหรือของเหลวจะไม่ผสมกันอย่างสมบูรณ์ได้ง่ายหากไม่มีการไหลปั่นป่วน จุดเก็บตัวอย่างอาจเลือกได้ที่ตำแหน่งปลายน้ำของส่วนโค้งสุดท้ายทันทีหลังจากส่วนโค้ง 90 องศาหนึ่งส่วนหรือมากกว่า หรือที่ตำแหน่งที่ค่อนข้างสงบปลายน้ำขององค์ประกอบควบคุมการไหล (อย่าวางตำแหน่งใกล้กับองค์ประกอบควบคุมการไหลมากเกินไป)

ควรหลีกเลี่ยงสิ่งต่อไปนี้ให้มากที่สุด:

1. ห้ามเก็บตัวอย่างบริเวณปลายท่อที่ค่อนข้างยาวและตรง เนื่องจากกระแสของเหลวในบริเวณนี้มีแนวโน้มที่จะไหลแบบราบเรียบ และความแตกต่างของความเข้มข้นตามหน้าตัดของท่อจะส่งผลให้องค์ประกอบของตัวอย่างไม่เป็นตัวแทนที่ถูกต้อง

2. หลีกเลี่ยงการเก็บตัวอย่างในบริเวณที่อาจมีการปนเปื้อน หรือบริเวณที่มีก๊าซ ไอระเหย ไฮโดรคาร์บอนเหลว น้ำ ฝุ่น และสิ่งสกปรกอยู่

3. ห้ามเจาะผนังท่อโดยตรง หากเก็บตัวอย่างโดยตรงจากผนังท่อ จะไม่สามารถรับประกันได้ว่าตัวอย่างนั้นเป็นตัวแทนที่ดี เนื่องจากทั้งของเหลวที่อยู่ในสภาวะไหลแบบราบเรียบหรือแบบปั่นป่วนก็ยากที่จะรับประกันได้ว่าตัวอย่างนั้นเป็นตัวแทนที่ดี ประการที่สอง เนื่องจากการดูดซับหรือการเกาะติดของผนังด้านในของท่อจะทำให้เกิดผลกระทบจากความจำ เมื่อความเข้มข้นของของเหลวลดลง การคายประจุจะเกิดขึ้น ทำให้องค์ประกอบของตัวอย่างเปลี่ยนแปลงไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการวิเคราะห์ส่วนประกอบที่มีปริมาณน้อย (เช่น น้ำ ออกซิเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ อะเซทิลีน ฯลฯ) ผลกระทบจะรุนแรงมาก ดังนั้นจึงควรใช้หัวเก็บตัวอย่างแบบสอดเข้าไปในท่อเพื่อเก็บตัวอย่าง

การเลือกประเภทของหัววัดตัวอย่าง

1. สำหรับตัวอย่างก๊าซที่มีปริมาณฝุ่นละอองน้อยกว่า 10 มิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตร และตัวอย่างของเหลวที่สะอาด สามารถใช้หัววัดแบบตรง (แบบเปิด) ในการเก็บตัวอย่างได้ หัววัดแบบตรงมักจะเป็นหัววัดแบบแท่งที่มีมุมเอียง 45 องศา ติดตั้งช่องเปิดในทิศทางการไหลของของเหลว และอนุภาคที่อยู่รอบๆ หัววัดจะถูกแยกออกจากของเหลวโดยใช้หลักการแยกด้วยแรงเฉื่อย แต่จะไม่สามารถแยกอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่าได้ หัววัดเก็บตัวอย่างส่วนใหญ่ที่ใช้ในการวิเคราะห์แบบออนไลน์เป็นหัววัดประเภทนี้

2. เมื่อตัวอย่างของเหลวมีอนุภาคขนาดเล็ก สารหนืด โพลิเมอร์ และผลึกปะปนอยู่เล็กน้อย จะทำให้เกิดการอุดตันได้ง่าย และสามารถเก็บตัวอย่างได้โดยใช้หัววัดแบบเสียบปลั๊กโดยไม่ต้องหยุดแรงดัน หัววัดนี้ยังสามารถใช้กับตัวอย่างก๊าซที่มีสารที่อุดตันได้ง่าย (เช่น คอนเดนเสท สารหนืด) อยู่เล็กน้อยได้อีกด้วย

หัววัดตัวอย่างดังแสดงในรูปที่ 15-1 เป็นหัววัดตัวอย่างแบบสอดเข้าและดึงออกได้โดยไม่หยุดการทำงาน หรือที่รู้จักกันในชื่อหัววัดตัวอย่างแบบถอดได้ ซึ่งสามารถถอดท่อตัวอย่างออกจากท่อที่อัดแรงดันเพื่อทำความสะอาดได้ภายใต้เงื่อนไขที่กระบวนการไม่ได้หยุดลง สิ่งประดิษฐ์นี้ประกอบด้วยข้อต่อปิดผนึกและวาล์วประตู (หรือวาล์วลูกบอล) ซึ่งจัดวางอยู่บนหัววัดแบบตรง

รูปที่ 15 - 1 โครงสร้างหัววัดตัวอย่างแบบถอดได้

โครงสร้างของข้อต่อซีลแสดงในรูปที่ 15-2 โครงสร้างสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วน ส่วนแรกคือส่วนหนีบและยึดท่อเก็บตัวอย่าง ซึ่งใช้โครงสร้างแบบหนีบและกด ส่วนที่สองคือส่วนเชื่อมต่อกับหน้าแปลนของวาล์วประตู ซึ่งใช้โหมดการเชื่อมต่อแบบเกลียวและทำการซีลระหว่างสองส่วนโดยใช้ชิ้นส่วนซีล โปรดระมัดระวังในการจัดแนวร่องของท่อเก็บตัวอย่างให้ตรงกับทิศทางลูกศร (ทิศทางการไหลของของเหลว) บนหน้าแปลนขณะติดตั้ง เพื่อความสะดวกในการเสียบและเพื่อความปลอดภัย ปลายด้านหน้าของท่อเก็บตัวอย่างจึงเชื่อมเป็นส่วนยื่นออกมา เพื่อป้องกันไม่ให้ท่อเก็บตัวอย่างถูกแรงดันภายในท่อดันออกมาในระหว่างกระบวนการดึงออก ซึ่งอาจทำให้เกิดอุบัติเหตุได้ เมื่อส่วนยื่นไปถึงปลายแผ่นหน้าแปลนปิด วาล์วประตูจะปิดลง จากนั้นจึงหมุนข้อต่อซีลเพื่อดึงท่อเก็บตัวอย่างออก

สำหรับตัวอย่างก๊าซที่มีปริมาณฝุ่นละอองสูง (>10 มก./ลบ.ม.) สามารถใช้หัววัดแบบมีตัวกรองในการเก็บตัวอย่างได้

รูปที่ 15-2 โครงสร้างของรอยต่อปิดผนึก

หัววัดตัวอย่างแบบมีตัวกรอง คือหัววัดที่มีตัวกรอง โดยส่วนประกอบของตัวกรองจะใช้วัสดุโลหะเผาผนึกหรือเซรามิก (<800°C), ซิลิคอนคาร์ไบด์ (800°C) และคอรันดัม Al2O3 (>1000°C) ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของตัวอย่าง การออกแบบหัววัดควรคำนึงถึงการใช้การกัดกร่อนของของเหลวเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการทำความสะอาดตัวเอง

ตัวกรองที่ติดตั้งอยู่บนหัวโพรบ (ภายในท่อกระบวนการ) เรียกว่าโพรบกรองแบบติดตั้งภายใน และตัวกรองที่ติดตั้งอยู่บนส่วนท้ายของโพรบ (ภายนอกท่อกระบวนการ) ก็เรียกว่าโพรบกรองแบบติดตั้งภายนอกเช่นกัน ข้อเสียของโพรบกรองแบบติดตั้งภายในคือ ตัวกรองถอดออกมาทำความสะอาดได้ยาก ต้องใช้วิธีเป่าลมแบบย้อนกลับเท่านั้น และรูของตัวกรองต้องไม่เล็กเกินไป เพื่อป้องกันไม่ให้ฝุ่นละอองอุดตันบ่อยๆ โพรบชนิดนี้เหมาะสำหรับการกรองหยาบขั้นต้นของตัวอย่าง โพรบกรองแบบติดตั้งภายนอกเป็นที่นิยมใช้กันทั่วไป และสามารถถอดตัวกรองออกมาทำความสะอาดได้สะดวก เมื่อใช้ตัวกรองในการเก็บตัวอย่างควัน เนื่องจากตัวกรองติดตั้งอยู่ภายนอกปล่องควัน เพื่อป้องกันการควบแน่นของความชื้นในก๊าซควันอุณหภูมิสูงไม่ให้ไปอุดตันทางเดินของตัวกรอง ส่วนของตัวกรองควรใช้ระบบทำความร้อนด้วยไฟฟ้าหรือไอน้ำ เพื่อรักษาอุณหภูมิของก๊าซควันให้สูงกว่าจุดน้ำค้าง โพรบชนิดนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการเก็บตัวอย่างก๊าซควันของหม้อไอน้ำ เตาเผา และเตาเผาขยะ

ไม่ควรใช้หัววัดแบบมีตัวกรองกับตัวอย่างของเหลวที่มีสิ่งสกปรก เพราะสิ่งสกปรกที่เปียกชื้นมีแรงยึดเกาะสูง และยากที่จะบรรลุวัตถุประสงค์ในการทำความสะอาดตัวเองโดยการชะล้างของเหลว โดยทั่วไป จะใช้หัววัดแบบตรงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าเพื่อดูดของเหลวและกำจัดสิ่งสกปรกออกไป

สำหรับการเก็บตัวอย่างก๊าซจากการแตกตัวของเอทิลีน ก๊าซไอเสียจากการฟื้นฟูตัวเร่งปฏิกิริยา ก๊าซท้ายจากการกู้คืนกำมะถัน ถ่านหินหรือน้ำมันหนักและก๊าซ ก๊าซท้ายจากเตาเผาแบบหมุนของซีเมนต์ และสภาวะที่ซับซ้อนอื่นๆ ต้องใช้อุปกรณ์เก็บตัวอย่างที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ

การเลือกคุณสมบัติของหัววัด ความยาวในการสอด และทิศทางการวาง

โดยทั่วไปจะใช้ท่อสแตนเลส 316 เป็นหัววัดตัวอย่าง ควรจำกัดปริมาตรของหัววัดเพื่อลดขนาดให้เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

คุณสมบัติของหัววัดมีดังต่อไปนี้:

ท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 6 มม. หรือ 1/4 นิ้ว - สำหรับตัวอย่างก๊าซ

ท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 10 มม. หรือ 3/8 นิ้ว - สำหรับตัวอย่างของเหลว

ท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 3 มม. หรือ 1/8 นิ้ว - สำหรับตัวอย่างของเหลวเพื่อการผลิตก๊าซและการขนส่ง

ท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 12 มม. หรือ 1/2 นิ้ว - เหมาะสำหรับวงจรการหมุนเวียนเร็ว ตัวอย่างก๊าซที่มีฝุ่นละอองสูง และตัวอย่างของเหลวที่เรียกว่า "สกปรก"

ความยาวของหัววัดส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยความยาวของการสอดเข้าไป เพื่อให้แน่ใจว่าตัวอย่างมีความถูกต้องแม่นยำ โดยทั่วไปแล้วถือว่าความยาวของการสอดเข้าไปควรมีอย่างน้อย 1/3 ของเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อ ความยาวในการสอดเข้าไปที่แนะนำตามมาตรฐาน EEMVA หมายเลข 138 คือ:

ความยาวขั้นต่ำ: 30 มม.

ความยาวสูงสุด: (0.56d+10) มม. (d คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อ)

ตำแหน่งการสอดหัวเก็บตัวอย่าง ท่อแนวนอน: สำหรับการเก็บตัวอย่างก๊าซ ควรสอดหัวเก็บตัวอย่างจากด้านบนของท่อเพื่อหลีกเลี่ยงของเหลวหรือหยดน้ำที่อาจเกิดขึ้น สำหรับการเก็บตัวอย่างของเหลว ควรสอดหัวเก็บตัวอย่างจากด้านข้างของท่อเพื่อหลีกเลี่ยงไอน้ำและฟองอากาศที่อาจมีอยู่ในส่วนบนของท่อ และสารตกค้างและตะกอนที่อาจมีอยู่ในก้นท่อ

ท่อแนวตั้ง: เมื่อของเหลวถูกฉีดเข้าไปจากด้านข้างของท่อ ของเหลวจะถูกดูดออกมาจากส่วนของท่อโดยไหลจากด้านล่างขึ้นด้านบน เพื่อหลีกเลี่ยงการผสมของก๊าซเมื่อการไหลของของเหลวผิดปกติ

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบและการผลิตโพรบ

ควรพิจารณาประเด็นต่อไปนี้

ควรพิจารณาการตรวจสอบดังต่อไปนี้:

1. ควรยึดหัววัดตัวอย่างด้วยข้อต่อท่อสั้นรูปตัว T ที่มีหน้าแปลน

2. วัสดุที่ใช้ รวมถึงส่วนประกอบของข้อต่อรูปตัว T นั้นได้รับการพิจารณาแล้ว และวาล์วปิดเปิดควรเป็นวาล์วประตูหรือวาล์วบอล ในกรณีที่ตัวอย่างเป็นก๊าซแรงดันสูง อาจพิจารณาใช้ระบบวาล์วปิดเปิดสองชั้น ซึ่งเป็นมาตรการป้องกันเพิ่มเติมเพื่อการแยกสองชั้น

3. วาล์วหยุดการเก็บตัวอย่างควรได้รับการพิจารณาให้เป็นส่วนหนึ่งของชุดหัววัด และวาล์วหยุดควรเป็นวาล์วประตูหรือวาล์วบอล เมื่อตัวอย่างเป็นก๊าซแรงดันสูง อาจพิจารณาใช้ระบบวาล์วหยุดคู่ ซึ่งเป็นมาตรการป้องกันเพิ่มเติมเพื่อการแยกสองชั้น

4. หัววัดตัวอย่างควรมีความแข็งแรงทางกลเพียงพอที่จะยึดติดแน่นในของเหลวในกระบวนการ เมื่อความเร็วของของเหลวสูงและแรงดันการไหลมาก หากหัววัดบางเกินไป สามารถใช้ท่อเสริมแรงหุ้มเพื่อป้องกันหัววัดได้

5. ควรทำเครื่องหมายตำแหน่งของหัววัดและทิศทางการไหลของท่อบนหน้าแปลน

6. ในการออกแบบหัววัด ควรคำนึงถึงการป้องกันการแตกหักเนื่องจากผลของปรากฏการณ์เรโซแนนซ์ด้วย

การส่งตัวอย่าง

ข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับการส่งตัวอย่าง:

1. เวลาหน่วงในการส่งสัญญาณไม่ควรเกิน 60 วินาที ซึ่งหมายความว่าระยะห่างระหว่างเครื่องวิเคราะห์และจุดเก็บตัวอย่างต้องสั้นที่สุด ปริมาตรของระบบส่งสัญญาณต้องเล็กที่สุด และอัตราการไหลของตัวอย่างต้องเร็วที่สุด (1.5~35 เมตร/วินาที ถือว่าเหมาะสม)

2. หากเวลาผ่านไปนานกว่า 60 วินาทีหลังจากเวลาที่เครื่องวิเคราะห์กำหนดไว้ ควรใช้ระบบวงจรเร็ว

3. สายส่งสัญญาณควรเป็นเส้นตรงไปยังเครื่องวิเคราะห์ โดยมีส่วนโค้งและมุมให้น้อยที่สุด

4. ไม่มีกิ่งแห้งและปริมาตรที่ตายแล้ว

5. สำหรับตัวอย่างก๊าซที่มีคอนเดนเสท ท่อส่งควรมีความลาดเอียงลงในระดับหนึ่ง จุดต่ำสุดควรอยู่ใกล้กับเครื่องวิเคราะห์และติดตั้งถังเก็บคอนเดนเสท ความลาดเอียงที่เหมาะสมคือ 1:12 และความหนืดของคอนเดนเสทสามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 1:5

6. ป้องกันการเปลี่ยนแปลงสถานะ กล่าวคือ ในระหว่างกระบวนการส่งผ่าน ตัวอย่างก๊าซจะคงอยู่ในสถานะก๊าซโดยสมบูรณ์ และตัวอย่างของเหลวจะคงอยู่ในสถานะของเหลวโดยสมบูรณ์

7. ท่อส่งตัวอย่างควรหลีกเลี่ยงการผ่านบริเวณที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรุนแรง เพราะจะทำให้สภาพของตัวอย่างเปลี่ยนแปลงโดยควบคุมไม่ได้

8. ระบบส่งตัวอย่างต้องไม่มีรอยรั่ว เพื่อป้องกันการรั่วไหลของตัวอย่างหรือการปนเปื้อนของอากาศภายนอก

วงจรความเร็วสูงเป็นท่อส่งที่เร่งการไหลของตัวอย่างเพื่อลดเวลาหน่วงในการส่งตัวอย่าง วงจรความเร็วสูงมักประกอบด้วยสองประเภท ได้แก่ วงจรหมุนเวียนความเร็วสูงที่ส่งกลับไปยังอุปกรณ์ และวงจรบายพาสความเร็วสูงที่นำไปสู่ของเสีย

วนกลับไปยังอุปกรณ์อย่างรวดเร็ว

วงจรหมุนเวียนเร็วของอุปกรณ์ส่งคืนเครื่องมือเรียกว่าวงจรหมุนเวียนเร็ว ซึ่งใช้ความแตกต่างของความดันในสายการผลิต และเชื่อมต่อท่อระหว่างส่วนบนและส่วนล่าง ตัวอย่างจะถูกดึงออกจากกระบวนการและส่งกลับไปยังระบบหมุนเวียนของกระบวนการ ตัวอย่างที่เครื่องวิเคราะห์ต้องการจะถูกดึงจากวงจรใกล้กับจุดของเครื่องวิเคราะห์ ดังแสดงในรูปที่ 15-3

วงจรบายพาสความเร็วสูงมักใช้ในสถานการณ์ต่อไปนี้:

1. เมื่อการปล่อยตัวอย่างไม่ก่อให้เกิดอันตรายและมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม

2. เมื่อกระบวนการส่งคืนตัวอย่างไม่สมจริง เช่น ก๊าซหลังจากการลดความดัน ไอระเหยหลังจากการเปลี่ยนสถานะของเหลวเป็นก๊าซ เป็นต้น

3. เมื่อต้นทุนการกู้คืนตัวอย่างสูงกว่ามูลค่าของตัวอย่าง กระบวนการส่งคืนตัวอย่างจะไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ

4. การส่งตัวอย่างกลับเข้าสู่กระบวนการที่อาจก่อให้เกิดการปนเปื้อนหรือการเสื่อมสภาพ เช่น ตัวอย่างผสมที่วัดโดยเส้นทางการไหลหลายเส้นทาง เป็นต้น

ตัวอย่างสายส่ง

ท่อและข้อต่อ

ท่อและข้อต่อที่ใช้สำหรับท่อส่งตัวอย่างจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้:

ควรเลือกใช้ท่อไร้รอยต่อสแตนเลส 316 สำหรับท่อส่งตัวอย่าง ท่อควรผ่านกระบวนการอบอ่อน ข้อดีคือ:

เหล็กกล้าไร้สนิม 316 จะไม่ทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบต่างๆ ในทางเดินของตัวอย่าง และมีความทนทานต่อการกัดกร่อนเป็นอย่างดี

ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า ผนังด้านในของท่อเหล็กไร้รอยต่อมีความเรียบ การดูดซับบนตัวอย่างมีน้อย และมีระดับความทนแรงดันสูง

ท่อเชื่อมต่อกันด้วยข้อต่อแบบกด มีประสิทธิภาพในการปิดผนึกที่ดีและปริมาตรตกค้างน้อย

ท่อที่ผ่านกระบวนการอบอ่อนมีความยืดหยุ่นสูง ซึ่งสะดวกต่อการดัดงอและการเชื่อมต่อแบบกด

การเชื่อมต่อท่อควรใช้วิธีการเชื่อมต่อแบบกด โดยควรใช้ข้อต่อแบบกดชนิดปลอกคู่ และวัสดุและข้อกำหนดของอุปกรณ์ท่อ (ข้อต่อและวาล์ว) ควรเป็นชนิดเดียวกันและเข้ากันได้กับท่อ

ควรหลีกเลี่ยงการใช้ท่อและข้อต่อที่ไม่ใช่โลหะ เว้นแต่ว่าคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของวัสดุเหล่านั้นจะมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนและได้รับอนุญาตจากผู้ใช้งาน

ท่อและข้อต่อทองแดงสามารถใช้ได้เฉพาะในระบบลมและระบบที่เกี่ยวข้องกับความร้อนเท่านั้น และไม่สามารถใช้สำหรับการส่งผ่านตัวอย่างได้

การกำหนดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ

เนื่องจากอัตราการไหลของระบบตัวอย่างมีน้อยมากเมื่อเทียบกับกระบวนการโลจิสติกส์ และเนื่องจากข้อจำกัดของเวลาในการส่งผ่าน จึงอาจลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อส่งน้ำตัวอย่างได้ โดยสามารถกำหนดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อได้ตามประสบการณ์

ท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 6 มม. หรือ 1/4 นิ้ว สำหรับตัวอย่างก๊าซ

ตัวอย่างของเหลวอยู่ในท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 10 มม. หรือ 3/8 นิ้ว

วงจรหมุนเวียนเร็วหรือตัวอย่างสกปรกใช้ท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 12 มม. หรือ 1/2 นิ้ว

การกำหนดความหนาของผนัง

ความสามารถในการรับแรงดันของท่อมีความสัมพันธ์กับความหนาของผนังและถูกจำกัดด้วยอุณหภูมิ ข้อกำหนดเกี่ยวกับความหนาของผนังท่อตัวอย่างในการออกแบบทางวิศวกรรมทั่วไปมีดังนี้:

∮3×0.7 หรือ 1/8"×0.028

∮6×1.0 หรือ 1/4"×0.035

∮10×1.0 หรือ 3/8"×0.035

∮12×1.5 หรือ 1/2"×0.049

อุปกรณ์สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกในการล้าง

ในกรณีต่อไปนี้ ท่อและส่วนประกอบตัวอย่างควรติดตั้งอุปกรณ์ล้างทำความสะอาด:

1. เมื่อความหนืดจลน์ของตัวอย่างสูงกว่า 500 cSt (1 cSt = 1 mm²/s) (ที่อุณหภูมิ 38°C)

2. ความเป็นไปได้ของการแข็งตัวหรือการตกผลึกของตัวอย่าง

3. ตัวอย่างที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรือเป็นพิษ

4. โอกาสอื่นๆ สำหรับผู้ใช้งาน

สารที่ใช้ในการชะล้างอาจเป็นไนโตรเจนหรือไอน้ำ ซึ่งควรป้อนจากด้านท้ายน้ำที่อยู่ติดกับจุดเก็บตัวอย่าง โดยให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับการชะล้างส่วนประกอบอิสระเพิ่มเติมของระบบ (เช่น ตัวกรองคู่แบบขนาน เป็นต้น)

ท่อและข้อต่อ

ความแตกต่างระหว่างท่อและหลอด

ท่อและท่อกลมเป็นท่อสองประเภทที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง วิธีการเชื่อมต่อ วิธีการแสดงผล และขอบเขตการใช้งานที่แตกต่างกัน

1. ท่อขนาดใหญ่ คือ ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 15 ถึง 1500 มม. (1/2 ถึง 60 นิ้ว) นอกจากนี้ยังมีท่อขนาดเล็กกว่าหรือใหญ่กว่าช่วงนี้ แต่ไม่ค่อยได้ใช้ ส่วนท่อขนาดเล็ก คือ ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 1/8 ถึง 1/2 นิ้ว (3 ถึง 12 มม.)

2. ท่อมีวิธีการเชื่อมต่อสามแบบ ได้แก่ การเชื่อมต่อแบบหน้าแปลน การเชื่อมต่อแบบเกลียว และการเชื่อมต่อแบบเชื่อม ในกรณีส่วนใหญ่จะใช้การเชื่อมต่อแบบหน้าแปลน และการเชื่อมต่อแบบเกลียวจะอนุญาตได้ในกรณีแรงดันต่ำ อย่างไรก็ตาม หากผนังท่อบางมาก การเชื่อมต่อแบบเกลียวจะไม่สามารถทำได้ จึงต้องใช้วิธีการเชื่อมต่อแบบหนีบหลังจากผ่านกระบวนการอบอ่อนแล้ว ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าการเชื่อมต่อแบบรับแรงดัน

3. ท่อ หมายถึงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อที่ระบุด้วยหน่วยเส้นผ่านศูนย์กลางระบุ (DN) เส้นผ่านศูนย์กลางระบุนี้ไม่เท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกหรือเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อ แต่เป็นตัวเลขขนาดที่ใช้กันทั่วไปสำหรับส่วนประกอบทั้งหมด (รวมถึงท่อ หน้าแปลน วาล์ว ข้อต่อ ฯลฯ) ในระบบท่อ และท่อ หน้าแปลน วาล์ว ข้อต่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระบุเดียวกันสามารถเชื่อมต่อกันได้ โดยไม่คำนึงถึงว่ามิติอื่นๆ (เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน ความหนาของผนัง ฯลฯ) จะเหมือนกันหรือไม่ กล่าวโดยสรุป เส้นผ่านศูนย์กลางระบุช่วยให้การเชื่อมต่อระหว่างท่อกับท่อทำได้ง่ายและเป็นมาตรฐานเดียวกัน ซึ่งเป็นเหตุผลที่ท่อใช้หน่วย DN ในการแสดงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ

คำว่า "ท่อ" ในที่นี้หมายถึงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อ (OD) เช่น "ท่อ 1/4 นิ้ว OD" หมายถึงท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 1/4 นิ้ว เนื่องจากการเชื่อมต่อท่อทำได้โดยใช้ปลอก การเชื่อมต่อแบบนี้จึงเกี่ยวข้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเท่ากันและชิ้นส่วนท่อสามารถเชื่อมต่อกันได้ด้วยปลอก นี่คือเหตุผลที่ใช้ OD ในการระบุขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ

4. ความหนาของผนังท่อเป็นมาตรฐาน โดยปกติจะระบุด้วยหมายเลขลำดับความหนาของผนัง (Sch.No.—เรียกสั้นๆ ว่าหมายเลขตาราง) ซึ่ง Sch.No. เรียกอีกอย่างว่าหมายเลขระดับแรงดัน ตั้งแต่ Sch.No.5 ถึง Sch.No.160 ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหรือวัสดุต่างกันจะมีชุดความหนาของผนังมาตรฐานของตนเอง หรือ Sch.No. ที่แตกต่างกัน ความหนาของผนังจริงของท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหรือวัสดุเดียวกันจะแตกต่างกัน

ความหนาของผนังท่อแสดงด้วยขนาดความหนาจริง (หน่วยเป็นนิ้วหรือมิลลิเมตร)

5. ท่อเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ทั้งในงานท่อส่งกระบวนการผลิตและงานท่อส่งในงานวิศวกรรมสาธารณะ ส่วนท่อชนิดอื่น ๆ จะใช้เฉพาะในท่อส่งวัดของระบบเครื่องมือวัด ท่อส่งสัญญาณลม และท่อส่งตัวอย่างของเครื่องวิเคราะห์แบบออนไลน์เท่านั้น

ประเภท คุณสมบัติ และพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องของท่อทั่วไป

ท่อที่ใช้กันทั่วไปมีหลายประเภท: ตามวัสดุแล้ว ส่วนใหญ่จะเป็นสแตนเลส 316 และสแตนเลส 304 ตามกระบวนการขึ้นรูป มีสองประเภทคือ ท่อเหล็กไร้รอยต่อ (รีดร้อนก่อนดึงเย็น) และท่อเหล็กเชื่อม (เชื่อมจากเหล็กแผ่น) นอกจากนี้ ในระบบหน่วยวัดปริมาณยังมีสองประเภทคือ ท่อขนาดนิ้วและท่อขนาดเมตร ตามขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความหนาของผนัง

ตารางที่ 15-1 ถึง 15-5 แสดงเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความหนาของผนังท่อที่ใช้กันทั่วไป แรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาต และค่าสัมประสิทธิ์การเสื่อมสภาพตามอุณหภูมิ

ตารางที่ 15-1 ข้อมูลจำเพาะและแรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาต (บาร์) ของท่อที่ทำจากข้าวทั่วไป (วัสดุ 316SS หรือ 6Mo)

หมายเหตุ: 1. ระบบแรงดันใช้งาน ASTM A-269 ที่วัดในตาราง ปัจจัยด้านความปลอดภัยคือ 4:1 [ปัจจัยด้านความปลอดภัย = แรงดันขยายตัว (แตก) : แรงดันใช้งาน]

2. แรงดันใช้งานในตารางนี้ใช้ได้ในช่วงอุณหภูมิของท่อตั้งแต่ -20 ถึง +100°C หากอุณหภูมิสูงขึ้น ควรคูณค่าสัมประสิทธิ์การเสื่อมสภาพตามอุณหภูมิด้วย ดูตาราง 15-2

ตารางที่ 15-2 ค่าสัมประสิทธิ์การเสื่อมสภาพตามอุณหภูมิของมิเตอร์แบบท่อ

หมายเหตุ: ตัวอย่างเช่น ท่อไร้รอยต่อสแตนเลส 316 ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 12 มม. × ความหนาของผนัง 1.00 มม. จะมีแรงดันใช้งาน 245 บาร์ที่อุณหภูมิห้อง (ดูตาราง 15-1) หากใช้งานที่อุณหภูมิ 800°F (427°C) โดยมีปัจจัยการลดทอนตามอุณหภูมิ 0.80 (ดูตาราง 15-2) แรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาตที่อุณหภูมินั้นคือ 245 บาร์ × 0.80 = 196 บาร์

ตารางที่ 15-3 ข้อมูลจำเพาะท่อขนาดนิ้วทั่วไป แรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาต (psi, lbs/in2) (ท่อเหล็กไร้รอยต่อ 316 หรือ 304)

ตารางที่ 15-4 ข้อมูลจำเพาะและแรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาต (psi) สำหรับท่อขนาดนิ้วทั่วไป (ท่อเหล็กเชื่อม 316 หรือ 304)

หมายเหตุ: 1. ข้อมูลในตารางที่ 15-3 และ 15-4 เป็นไปตามมาตรฐาน ASME/ANSI B31.3 สำหรับท่อโรงงานเคมีและโรงกลั่น (ฉบับปี 1987)

2. ค่าความดันใช้งานคือค่าความดันที่อุณหภูมิแวดล้อม (72°F หรือ 22°C) และค่าสัมประสิทธิ์การเสื่อมสภาพตามอุณหภูมิแสดงอยู่ในตารางที่ 15-5

3. ปัจจัยด้านความปลอดภัยของแรงดันคือ 4:1

4. การแปลงหน่วย lin = 25.4 มม., 1 psi = 6.89 kPa ≈ 0.07 บาร์

ตารางที่ 15-5 ค่าสัมประสิทธิ์การเสื่อมสภาพตามอุณหภูมิของท่อขนาดนิ้ว

หมายเหตุ: ตัวอย่างเช่น ท่อไร้รอยต่อสแตนเลส 316 ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 1/2 นิ้ว และความหนาของผนัง 0.049 นิ้ว (ประมาณเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 12.7 มม. และความหนาของผนัง 1.25 มม.) จะมีแรงดันใช้งาน 3500 psi (ประมาณ 245 บาร์) ที่อุณหภูมิห้อง หากใช้งานที่อุณหภูมิ 800°F (427°C) ค่าสัมประสิทธิ์การเสื่อมสภาพตามอุณหภูมิจะเท่ากับ 0.80 ซึ่งที่อุณหภูมินี้ แรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาตได้คือ 3500 psi x 0.80 = 2800 psi (ประมาณ 196 บาร์)

ข้อต่อสำหรับท่อ

มีข้อต่อหลายประเภทที่ใช้กับท่อ แต่สามารถสรุปได้ดังนี้

ข้อต่อกลาง (ยูเนียน) ใช้สำหรับเชื่อมต่อท่อกับท่อ หรือข้อต่อที่มีทั้งสองด้านเชื่อมต่อกันด้วยปลอก โดยหลักๆ แล้วมีประเภทดังต่อไปนี้:

ตัวเชื่อมต่อตรงกลางแบบตรง ข้อต่อยูเนี่ยน

ข้อต่อสามทางตรงกลางแบบยูเนี่ยนที

ตัวเชื่อมต่อกลางแบบสี่ทาง ยูเนี่ยน ครอส

ข้อศอกข้อต่อกลางที่งอ

(การดัดงอ 90° และ 45°)

ตัวเชื่อมต่อแผ่นทะลุ ข้อต่อแบบยึดผนัง

สิ่งประดิษฐ์นี้ใช้สำหรับเชื่อมต่อท่อที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าหัวใหญ่และเป็นข้อต่อตรงกลาง

ตัวเชื่อมต่อปลายทางใช้สำหรับเชื่อมต่อท่อและมิเตอร์ อุปกรณ์เสริม ฯลฯ ตัวเชื่อมต่อจะเชื่อมต่อกับท่อโดยใช้ปลอกรัด เพื่อให้ตัวเชื่อมต่อเชื่อมต่อกับมิเตอร์ อุปกรณ์เสริม ฯลฯ และเป็นตัวเชื่อมต่อที่ปลายท่อ ดังนั้นจึงเรียกว่าตัวเชื่อมต่อปลายทาง มีเพียงแบบใดแบบหนึ่งต่อไปนี้:

ขั้วต่อเทอร์มินัลแบบส่งผ่าน ขั้วต่อ

ขั้วต่อเทอร์มินัลแบบสามทาง ขั้วต่อรูปตัวที

ขั้วต่อแบบงอ ข้อต่อแบบข้อศอก

ข้อต่อเทอร์มินัลแบบทะลุแผ่น ตัวเชื่อมต่อแบบยึดผนัง

ตัวเชื่อมต่อเกจ (Gage Connector) ใช้สำหรับเชื่อมต่อระหว่างท่อและเกจ และยังเป็นตัวเชื่อมต่อปลายทางอีกด้วย มีสองประเภทหลัก ได้แก่ Pass Connect และ Pass Connect Te

อุปกรณ์อื่นๆ เช่น ข้อต่อสั้น (Adapter), จุกปิดท่อ (Plug), ฝาปิดท่อ (Cap) เป็นต้น ถือว่าไม่จำเป็นหรือไม่จำเป็นก็จริง

หากคุณแยกจากจุดเชื่อมต่อ ข้อต่อที่ใช้กับท่อจะมีโหมดการเชื่อมต่อสองแบบ

การเชื่อมต่อซ็อกเก็ต

การเชื่อมต่อแบบปลอกใช้สำหรับเชื่อมต่อข้อต่อและท่อ โดยเชื่อมต่อและปิดผนึกด้วยแรงกดของห่วงวงกลม ดังนั้นการเชื่อมต่อแบบปลอกจึงเรียกว่าการเชื่อมต่อแบบแรงดัน ห่วงวงกลมมีสองชนิด คือ ห่วงเดี่ยว (Single Ferrule) และห่วงคู่ (Double Ferrule)

การเชื่อมต่อแบบเกลียว

การเชื่อมต่อแบบเกลียวใช้สำหรับเชื่อมต่อข้อต่อ เครื่องมือ อุปกรณ์เสริม และอื่นๆ โดยทั่วไปมีเกลียวอยู่สองประเภท

1. เกลียวท่อแบบเรียว มีสองประเภทคือ เกลียว NPT (มุมฟัน 60°) และเกลียว BSPT (มุมฟัน 55°) มุมเรียวของเกลียวเรียวคือ 1°47' ยิ่งมุมเรียวแคบลงเท่าไหร่ การเสียรูปของเกลียวเรียวก็ยิ่งช่วยในการซีลได้มากขึ้นเท่านั้น จึงเรียกอีกอย่างว่า "เกลียวท่อที่ซีลด้วยเกลียว" ในการใช้งานจริง มักจะมีการเติมสารซีล เช่น เทป PTFE สารซีลสำหรับท่อคอมโพสิต เป็นต้น เพื่อป้องกันการรั่วซึม

2. เกลียวท่อทรงกระบอก มีทั้งเกลียวตรง (มุม 60°) และเกลียว BSPT (มุม 55°) เกลียวท่อทรงกระบอกที่ไม่เรียว เป็นเกลียวท่อตรง ไม่มีคุณสมบัติในการปิดผนึก จึงเรียกอีกอย่างว่า "เกลียวท่อปิดผนึกแบบไม่มีเกลียว" ต้องใช้ปะเก็น (gasket) ในการปิดผนึกข้อต่อ

นอกจากนี้ เกลียวบนพื้นผิวด้านนอกของข้อต่อเรียกว่าเกลียวบวก และมีสัญลักษณ์ M (เมล) กำกับ ส่วนเกลียวบนพื้นผิวด้านในของข้อต่อเรียกว่าเกลียวตัวเมีย ซึ่งมีสัญลักษณ์ F (ไฟล์) กำกับ เกลียวที่หมุนตามเข็มนาฬิกาเรียกว่าเกลียวขวา เกลียวที่หมุนทวนเข็มนาฬิกาเรียกว่าเกลียวซ้าย โดยเกลียวซ้ายจะมีสัญลักษณ์ LH กำกับ ส่วนเกลียวขวาจะไม่มีสัญลักษณ์กำกับ

เกลียวที่ใช้ในข้อต่อท่อส่วนใหญ่เป็นเกลียวท่อทรงกรวย NPT กระบอกสูบอากาศบางชนิดเป็นเกลียวซ้าย และในบางกรณีเป็นเกลียวขวา

เนื่องจากความหลากหลายของข้อต่อท่อที่ใช้ในท่อ และวิธีการกำหนดรุ่นและข้อกำหนดที่ไม่สอดคล้องกันของผู้ผลิตข้อต่อท่อ คู่มือนี้จึงไม่ได้ให้ข้อมูลในส่วนนี้อีกต่อไป ที่จริงแล้ว สามารถเลือกข้อต่อได้สะดวกตามขนาด ประเภท และวิธีการเชื่อมต่อของข้อต่อ โดยดูจากตัวอย่างผลิตภัณฑ์

ข้อต่อท่อแบบปลอก

ข้อต่อท่อ (Tube Fittings) คืออุปกรณ์สำหรับเชื่อมต่อท่อ (ดังที่เห็นได้จากชื่อภาษาอังกฤษ) การเชื่อมต่อและการปิดผนึกทำได้โดยแรงกดของห่วงวงกลม จึงเรียกอีกอย่างว่าข้อต่อแบบกด ข้อต่อท่อมีสองประเภท คือ แบบปลอกเดี่ยว (Single Ferrule) และแบบปลอกคู่ (Twin Ferrule) ภาพที่ 15-5 แสดงโครงสร้างและหลักการทำงานของข้อต่อท่อแบบปลอกคู่

รูปที่ 15.5 โครงสร้างและหลักการทำงานของข้อต่อท่อแบบปลอกคู่

แคลมป์ทั้งสองจะถูกผลักดันให้เคลื่อนที่เข้าหาตัวข้อต่อด้วยแรงผลักที่เกิดจากการหมุนตามเข็มนาฬิกาของน็อต ภายใต้แรงกดอัดซึ่งกันและกันของส่วนปลายเรียวของตัวข้อต่อ แคลมป์ด้านหน้าและแคลมป์ด้านหลังจะกดพื้นผิวทรงกรวยของท่อเป็นเวลาสองชั่วโมง และการเชื่อมต่อและการปิดผนึกจะเกิดขึ้นได้ด้วยแรงกดระหว่างพื้นผิวทรงกรวยทั้งสองของแคลมป์ด้านหน้าและแคลมป์ด้านหลังกับท่อ

ควรคำนึงถึงประเด็นต่อไปนี้เมื่อทำการเชื่อมต่อโดยใช้ข้อต่อแบบปลอก:

1. ก่อนการเชื่อมต่อ ท่อต้องมีลักษณะกลม ปลายท่อไม่มีเสี้ยน และพื้นผิวไม่มีตำหนิที่เห็นได้ชัด

2. สอดท่อเข้าไปในข้อต่อ และตรวจสอบให้แน่ใจว่าท่อในโครงยึดเข้าที่แล้ว จากนั้นขันน็อตให้แน่นด้วยมือ แนะนำให้ลากเส้นระหว่างหกเหลี่ยมของน็อตกับตัวข้อต่อเป็นเส้นฐานสำหรับจุดเริ่มต้นในการหมุนน็อต

3. ไม่จำเป็นต้องใช้คีมจับท่อเพื่อยึดท่อเข้ากับข้อต่อ เพราะคีมจับจะทำให้เกิดรอยหรือรอยขีดข่วนบนท่อ หรืออาจทำให้ท่อบิดเบี้ยวเป็นรูปวงรี ซึ่งจะทำให้เกิดการรั่วซึมได้ง่าย

4. ใช้ประแจขันน็อตตามเข็มนาฬิกา ข้อต่อที่มีขนาด ≥1/4 นิ้ว (6 มม.) ต้องหมุน 1 1/4 รอบ ส่วนข้อต่อที่มีขนาด <1/4 นิ้ว (6 มม.) ต้องหมุน 3/4 รอบ ดังแสดงในรูปที่ 15-6

5. หากคุณจำเป็นต้องถอดและประกอบใหม่ ให้จดจำตำแหน่งการขันเดิมไว้ และใช้ประแจในการถอดการเชื่อมต่อ เมื่อประกอบใหม่ ให้ขันน็อตให้แน่นกลับไปที่ตำแหน่งเดิม จากนั้นค่อยๆ ขันประแจให้แน่นขึ้นเล็กน้อยจนกระทั่งแรงบิดเพิ่มขึ้นเล็กน้อย

การนำความร้อนของไอน้ำ

ระบบทำความร้อนและฉนวนกันความร้อน

การทำความร้อนโดยใช้ท่อความร้อน (Heat tracing) หมายถึงการใช้ท่อความร้อนไอน้ำและท่อความร้อนไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนแก่ท่อส่งตัวอย่างเพื่อชดเชยการสูญเสียความร้อนในกระบวนการส่งผ่าน เพื่อรักษาระดับอุณหภูมิของตัวอย่างให้อยู่ในช่วงที่กำหนด ส่วนการหุ้มฉนวนความร้อน หมายถึงมาตรการเคลือบผิวภายนอกของท่อส่งตัวอย่างเพื่อลดการระบายความร้อนสู่สิ่งแวดล้อมโดยรอบหรือดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมโดยรอบในระหว่างกระบวนการส่งผ่าน ซึ่งอาจกล่าวได้ว่าเป็นมาตรการแยกส่วนเพื่อให้แน่ใจว่าตัวอย่างจะไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิโดยรอบในระหว่างกระบวนการส่งผ่าน

ท่อส่งตัวอย่างมักต้องการความร้อนหรือฉนวนกันความร้อนเพื่อให้แน่ใจว่าสถานะและองค์ประกอบของตัวอย่างจะไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ แหล่งที่มาสำคัญของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในกระบวนการส่งตัวอย่างคือการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ ประเทศจีนอยู่ในเขตมรสุมภาคพื้นทวีป ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุดในฤดูหนาวและฤดูร้อนมักมากกว่า 60°C นอกจากนี้ ต้องคำนึงถึงผลกระทบจากความร้อนของรังสีแสงอาทิตย์โดยตรงด้วย และอุณหภูมิพื้นผิวของท่อส่งตัวอย่างอาจสูงถึง 80-90°C ภายใต้แสงแดดในฤดูร้อน ดังนั้น ในการออกแบบระบบส่งตัวอย่าง ควรพิจารณาถึงอิทธิพลของอุณหภูมิแวดล้อมต่อสถานะและองค์ประกอบของตัวอย่างด้วย

ตัวอย่างก๊าซมีส่วนประกอบที่ควบแน่นได้ง่าย จึงควรใช้ความร้อนช่วยในการรักษาอุณหภูมิให้สูงกว่าจุดน้ำค้าง ตัวอย่างของเหลวมีส่วนประกอบที่กลายเป็นแก๊สได้ง่าย จึงควรหุ้มฉนวนและรักษาอุณหภูมิให้ต่ำกว่าจุดระเหย หรือรักษาความดันให้สูงกว่าความดันไอ ตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์ปริมาณน้อย (โดยเฉพาะน้ำและออกซิเจนปริมาณน้อย) ต้องขนส่งโดยใช้ความร้อน เนื่องจากผลการดูดซับของผนังท่อจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง ในขณะที่ผลการคายประจุจะตรงกันข้าม ตัวอย่างที่ควบแน่นและตกผลึกได้ง่ายก็ต้องมีการถ่ายเทความร้อนด้วยเช่นกัน กล่าวโดยสรุปคือ เลือกวิธีการหุ้มฉนวนที่เหมาะสมและกำหนดอุณหภูมิในการหุ้มฉนวนตามเงื่อนไขและองค์ประกอบของตัวอย่าง รวมถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อม

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.