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Orçamento
Ao medir pressão, fluxo ou nível dentro de seu processo, a segurança e precisão são sempre o foco. Desde a linha do processo até o transmissor, a precisão da medição do processo depende do funcionamento adequado de cada componente dentro do loop de medição da instrumentação do processo. E embora engenheiros e técnicos muitas vezes dediquem a maior parte de sua atenção ao transmissor, ele é apenas tão preciso quanto as entradas de linha de impulso fornecidas a ele.
Muitas vezes é difícil saber quando uma linha de instrumentação de processo não está funcionando bem. Se sua atenção estiver concentrada unicamente no transmissor, qualquer possibilidade de sucesso é prejudicada se a linha de impulso for a causa do mau desempenho.
Permanecer informado sobre as possíveis questões dentro de uma linha de impulso de processo, incluindo aquelas relacionadas ao projeto e layout geral, é necessário para a precisão de sua medição final. Este post no blog fornecerá aos engenheiros e técnicos as melhores práticas comprovadas para gerenciar o sucesso de suas linhas de impulso de processo.
Para cada um dos blocos de construção básicos em uma linha de instrumentação de processo – Válvulas de Interface de Processo (PIVs), linhas de impulso e coletores – há escolhas críticas em termos de materiais que podem afetar a precisão.
Os meios de processo, as condições ambientais e a pressão/temperatura do sistema muitas vezes determinam a seleção da liga. O aço inoxidável, ou uma liga metálica superior, é fortemente preferido na maioria das aplicações porque resiste à corrosão. Entretanto, muitas plantas industriais continuam a usar aço carbono para válvulas de interface de processo, tubulações e até mesmo para alguns coletores. Em certas aplicações de baixa umidade, o aço carbono é aceitável, mas para a maioria das outras aplicações, pode ser um risco. A ferrugem que normalmente se acumula no aço carbono pode quebrar, fluir para jusante, alojar-se em um assento de válvula e obstruir um desligamento positivo. O resultado é uma calibração imprecisa do transmissor ou uma leitura imprecisa do transmissor. Se você empregar componentes de aço-carbono no loop do instrumento, eles exigirão um monitoramento muito próximo para garantir que a escala não esteja afetando a operação das válvulas no sistema. Você pode aprender como selecionar o material resistente à corrosão adequado para sua aplicação específica com o treinamento de ciência de materiais da Swagelok.
Manutenção simplificada através da padronização
Se seu objetivo é padronizar o projeto, existem configurações de melhores práticas estabelecidas que podem ser implementadas. Embora os engenheiros tenham desenvolvido uma infinidade de variações de projeto ao longo do tempo, muitas delas não são ideais para confiabilidade e precisão. Cada sistema tem necessidades diferentes em termos de manutenção, e isto aumenta a complexidade para as equipes de manutenção.
Idealmente, todos os sistemas de medição de processos devem ser projetados utilizando um conjunto consistente de critérios, incluindo o estabelecimento de orçamentos e licenças para tempo de inatividade, manutenção e precisão. O resultado ideal muitas vezes inclui um alto grau de padronização. Por exemplo, antes da padronização, uma planta de refino pode ter 30 configurações diferentes para linhas de instrumentação de processo. Após a padronização, a mesma planta pode ter apenas seis, com cada uma contendo os mesmos componentes básicos: uma montagem de transmissor, sistema de manifold e válvulas de isolamento. As variações primárias podem ser as tubulações e o tipo de válvulas de isolamento (DBBs, Gage root, etc.) que, por sua vez, dependem do meio, temperatura, pressão e localização do transmissor ou manômetro.
Com a padronização, muitas coisas se tornam mais simples, incluindo manutenção, instalação, treinamento e diagnóstico. A confiabilidade também é aumentada. Além disso, a instalação pode estocar menos peças de reposição, reduzindo os custos gerais.
Válvula de interface de processo (PIV)
A válvula de interface de processo é a primeira válvula fora da linha de processo. Historicamente, a PIV de escolha tem sido uma válvula de porta única ou válvula de esfera. Ambas continuam a ser usadas hoje, especialmente nos EUA, mas a melhor prática é uma válvula de duplo bloco e sangria (DBB), que consiste de duas válvulas de isolamento e uma válvula de sangria no meio.
A principal razão para empregar uma válvula DBB é a segurança. Se você precisar desligar a linha de instrumentação do processo para manutenção, você fecharia ambas as válvulas de bloqueio e abriria a válvula de purga. Se por qualquer razão a primeira válvula de bloqueio vazasse, a segunda válvula de bloqueio evitaria pressão ou acúmulo de fluido na linha de instrumentação de processo.
Uma configuração de duplo bloco e sangria pode ser fabricada e montada a partir de três válvulas separadas ou pode ser adquirida como uma única unidade autônoma de tamanho e peso reduzidos. O projeto inovador e autônomo da DBB é apropriado para todos os fluidos, mas especialmente para aqueles com viscosidade mais alta ao usar válvulas de esfera.
Linhas de Impulso
Linhas de impulso conectam a válvula PIV ao manifold e ao transmissor. Sua finalidade – a mesma de todos os componentes de instrumentação de processo – é transmitir as condições precisas do processo para o transmissor. Ao traçar linhas de impulso, três objetivos principais entram em jogo:
- Prevenir a corrosão ou incrustação, ou entupimento
- Reduzir os pontos de fuga
- Manter a temperatura dentro de uma certa faixa ou fornecer proteção contra congelamento
Os dois primeiros objetivos são melhor alcançados utilizando tubos e conexões de tubos feitos de uma liga apropriada, como o aço inoxidável, em oposição aos tubos de aço carbono e conexões roscadas. A tubulação de aço inoxidável pode ser dobrada, o que reduz o número de conexões. Quando as conexões são necessárias, as conexões de tubo de dupla anilhas Swagelok não recuarão com ciclagem térmica ou vibração, ao contrário das conexões roscadas de tubo cônico tradicionais.
O terceiro objetivo – manter a temperatura dentro de uma determinada faixa – é alcançado através do aquecimento das linhas de impulso. Você pode isolar suas linhas de impulso manualmente em campo ou comprando tubos que já foram isolados e envoltos em uma jaqueta polimérica. A tubulação pré-isolada vem pronta para ser instalada em comprimentos enrolados. É importante com os feixes de tubos pré-isolados seguir as instruções do fabricante para selar o isolamento ao emendar ou cortar o feixe.
Manifold
O manifold consiste em um conjunto de válvulas cujos corpos são usinados a partir de um único bloco de metal, geralmente de aço inoxidável. O manifold é montado no transmissor e serve para uma função crítica, permitindo o isolamento para calibração ou serviço do transmissor.
Qualidade e confiabilidade são especialmente importantes em um manifold. Durante a calibração ou operação normal, pelo menos uma das válvulas do manifold está na posição de desligamento. Se o desligamento for menos que completo, o resultado pode ser uma leitura imprecisa do transmissor.
Sua instalação necessita de assistência para identificar problemas dentro de sua linha de instrumentação de processo? Engenheiros de campo experientes da Swagelok visitarão suas instalações, avaliarão seus sistemas e aconselharão sobre melhorias que irão melhorar suas operações.
O Manifold de Par Fechado – Uma opção
Agora que revisamos a linha de instrumentação do processo em detalhes, vamos olhar para uma opção para simplificar ainda mais o projeto. É uma solução elegantemente simples, se sua aplicação permitir que você a utilize.
A instalação e manutenção de linhas de impulso pode ser dispendiosa, com desafios como entupimentos, pontos de vazamento, controle de temperatura e corrosão. A opção – apelidada de “par próximo” – elimina as linhas de impulso. A válvula de interface de processo e o manifold se tornam uma unidade, e o transmissor se monta diretamente a ela. Assim, todo o conjunto se prende à linha de processo. Embora muitos engenheiros gostem desta solução, as instalações de par fechado têm suas limitações.
Uma limitação é a temperatura. A razão da configuração tradicional com linhas de impulso é proteger o transmissor contra a alta temperatura da linha de processo. Se a linha de processo estiver muito quente, o transmissor pode não ser capaz de operar a apenas alguns centímetros de distância em uma instalação acoplada próxima.
Uma segunda limitação é o acesso. Se você precisar chegar ao transmissor para calibração, ele precisa ser acessível, portanto, montar um casal próximo em um local de processo a 15 metros no ar não é viável.
O último obstáculo é o custo inicial. O acoplamento próximo requer um investimento inicial, mas a longo prazo a solução pode ser globalmente menos onerosa. Se você tiver a oportunidade de empregar este atalho, recomendamos o seu uso.
Conclusão
Se você valoriza medidas precisas e investe em um transmissor premium, então suas linhas de instrumentação de processo requerem o mesmo nível de atenção. A precisão das medições de processo depende tanto do transmissor quanto da qualidade dos componentes da linha de medição de processo, incluindo como eles são instalados e mantidos. A padronização de suas instalações em um conjunto central de conexões de instrumentação e detalhes da linha de impulso de processo, juntamente com componentes confiáveis do sistema, aumentará a confiabilidade e a precisão de sua medição. Medições mais precisas produzirão dividendos bem-vindos em termos de tempo, eficiência e lucratividade da planta.