Radar per serbatoi di soluzione di ammoniaca: scelta e manutenzione

METRAVON Radar per serbatoi di soluzione di ammoniaca: scelta e manutenzione

I sistemi di rigenerazione dell'acido impiegati nel decapaggio dell'acciaio e in processi chimici correlati possono includere serbatoi per acido fresco, acido rigenerato, acido esaurito, sistemi di neutralizzazione e serbatoi chimici alcalini. La soluzione di ammoniaca può essere utilizzata in alcuni impianti di trattamento o di neutralizzazione, a seconda della progettazione dell'impianto.

Questi serbatoi non devono essere considerati come un unico servizio chimico comune. L'acido fresco, l'acido rigenerato e la soluzione di ammoniaca presentano requisiti di compatibilità con i materiali molto diversi e devono essere selezionati separatamente.

1. Cosa rende complessi i serbatoi per soluzioni di ammoniaca?

2. Non considerare la soluzione di ammoniaca molto corrosiva per tutti i metalli

La compatibilità dipende dalla concentrazione di ammoniaca, dalla temperatura, dalle impurità, dal grado dell'acciaio, dalle condizioni di sollecitazione, dalla durata del contatto e dal fatto che l'esposizione avvenga nella fase liquida o in quella gassosa.

Il rame, il lattonio, lo zinco e alcuni legami correlati sono materiali ampiamente noti in ambienti contenenti ammoniaca. Gli acciai inossidabili, il PTFE, il PFA e altri materiali devono comunque essere sottoposti a verifica in base alle precise condizioni di esercizio e agli standard normativi sui materiali previsti dal progetto.

3. Perché il radar a distanza è spesso considerato la prima soluzione

Il radar a spazio libero non richiede che la sonda rimanga immersa nella soluzione di ammoniaca. Ciò può ridurre l'esposizione diretta al prodotto, il rivestimento della sonda e alcuni interventi di manutenzione meccanica.

La lente o l'antenna lato processo, la guarnizione, la flangia e la superficie di isolamento possono comunque essere esposte a vapori, spruzzi e condensato; pertanto, la completa compatibilità dei materiali rimane fondamentale.

4. Quali vantaggi offre 80GHz?

80GHzIl radar consente di utilizzare un'antenna compatta e un fascio stretto, particolarmente utile in carri armati di piccole dimensioni o in imbarcazioni dotate di tubazioni interne, supporti o bobine. Inoltre, migliora la separazione dalle strutture fisse adiacenti.

Il vantaggio risiede principalmente nella geometria del fascio. Non va tuttavia promosso come automaticamente immune ai vapori di ammoniaca né come universalmente più preciso.

5. Il vapore di ammoniaca causa da solo una perdita di eco nel radar?

I normali cambiamenti nella composizione dei gas generalmente non costituiscono un meccanismo primario di errore di distanza nei radar a spazio libero. Nei serbatoi contenenti soluzione di ammoniaca, le problematiche pratiche riguardano più frequentemente la condensazione, la formazione di film liquidi, i depositi e le riflessioni interne fisse.

6. Perché i depositi bianchi sul top devono essere sottoposti a analisi chimica

Il vapore di ammoniaca non si condensa semplicemente in «cristalli di ammoniaca» nelle condizioni normali di funzionamento del serbatoio. Se si osservano ripetutamente depositi cristallini bianchi intorno al coperchio del serbatoio o agli strumenti di monitoraggio, è opportuno indagare sulla possibile contaminazione incrociata tra gas acidi e l'ambiente, sull'interazione con il sistema di scarico e sulla composizione chimica effettiva dei depositi.

Laddove l'ammoniaca entra in contatto con un vapore acido, come una nebbia contenente HCl, la formazione di sali di ammonio può rappresentare un meccanismo concreto alla base della formazione di depositi.

7. Quando considerare l'uso di un radar a onde guidate con rivestimento in PTFE

Il radar a onde guidate invia un segnale elettromagnetico lungo un'asta, un cavo o una sonda coassiale. In alcuni serbatoi di piccole o medie dimensioni contenenti una soluzione di ammoniaca, una sonda guidata chimicamente idonea può rappresentare un'alternativa pratica, qualora il contatto con il liquido sia accettabile.

Verificare l'intero gruppo di sonda, la connessione del processo, le guarnizioni, l'attrezzatura di fissaggio, nonché le classifiche di temperatura e pressione. L'impiego di un rivestimento in PTFE non garantisce automaticamente la compatibilità chimica dell'intero strumento. Esempio di strumentazione

8. Il radar a onde guidate non è immune alla presenza di schiuma e depositi

Un percorso di segnale guidato può ridurre alcuni effetti del libero spazio, tuttavia la schiuma, il rivestimento della sonda, i depositi e il comportamento dielettrico possono comunque alterare la risposta di eco. Confrontate il radar in libero spazio e il GWR utilizzando l'applicazione reale, anziché presupporre che una tecnologia sia sempre più stabile.

9. Radar a spazio libero vs radar a onde guidate

10. Posizione di installazione

Mantenere il punto di misurazione lontano dal getto di riempimento diretto, da gravi perturbazioni della superficie, dalle strutture interne principali e dalle zone in cui il condensato potrebbe gocciolare continuamente sulla superficie operativa dello strumento.

Per il GWR, assicurarsi inoltre che la sonda non possa entrare in contatto con la parete del serbatoio, i supporti o le tubazioni interne, e che non sia esposta a impatti dannosi durante il riempimento.

11. Selezione della connessione e del sigillo del processo

Non indicare un materiale universale, come PTFE/PFA o titanio, per ogni applicazione con soluzione di ammoniaca. Scegliere l'isolamento del processo, la flangia, la guarnizione e l'attrezzatura in base alla concentrazione effettiva, alla temperatura, alla pressione e agli standard di materiale applicabili nel sito.

I serbatoi di acido fresco e quelli di acido rigenerato richiedono una valutazione del materiale specifica e separata.

12. Guarnizioni per cavi e circuiti di gocciolamento

In ambienti esterni o in zone chimiche umide, il tracciamento dei cavi deve impedire che l'acqua piovana o il condensato raggiungano direttamente la guarnizione. Utilizzare la dimensione corretta della guarnizione, serrarla adeguatamente, sigillare gli ingressi non in uso e mantenere intatto il sistema di tenuta dell'involucro.

13. La manutenzione deve essere basata sulle condizioni operative

Non esiste un intervallo di pulizia universale per i serbatoi di ammoniaca. La frequenza di ispezione deve essere determinata in base alla formazione di condensazione, al tasso di accumulo di depositi, ai cambiamenti nell'eco, alla temperatura, alla presenza di nebbia acida in prossimità e ai dati storici relativi alla manutenzione.

Se l'eco rimane stabile, lo smontaggio non necessario non apporta un valore aggiuntivo. Se gli eco nel campo vicino aumentano o l'eco reale si indebolisce, ispezionare tempestivamente la superficie esposta al processo.

14. La purga deve essere progettata, non improvvisata

Lo spurgo con aria compressa, azoto o acqua è ammesso solo se lo strumento è progettato per tale uso e la verifica di sicurezza autorizza quel fluido. Uno spurgo improvvisato su serbatoi di ammoniaca può influire sul rilascio di vapori, sulla pressione e sul sistema di sfiato.

15. Il radar richiede una ricalibrazione periodica?

I radar moderni generalmente non richiedono una ricalibrazione ripetuta in stato vuoto o pieno secondo un programma fisso. Le verifiche più utili includono l'altezza di riferimento, la configurazione in stato vuoto o pieno, il confronto del livello effettivo, la scala del PLC e l'andamento della curva di eco.

Se il livello visualizzato cala improvvisamente dal 60% al 10%, non presumere che la calibrazione interna sia variata. Verificare il livello effettivo, confrontare il valore mostrato sul display locale con quello del PLC, esaminare la curva di eco e controllare la presenza di depositi o eventuali modifiche alla configurazione. Illustrazione dell'applicazione

16. Perché l'affermazione «La ricalibrazione ha risolto il problema» non dimostra la deriva di calibrazione

Modificare i parametri «vuoto»/«pieno» può alterare sia la scala dell'output sia l'area di ricerca del target. Se la curva di eco dello stato di guasto e i parametri originali non fossero stati salvati, la causa reale potrebbe non essere più identificabile.

Pratica consigliata: salvare i dati prima, quindi modificare la configurazione.

17. Ispezione elettrica

Non adottare un intervallo universale di tensione di funzionamento per tutti i modelli di radar. In alternativa, verificare la tensione effettiva ai terminali in condizioni di carico, la corrente di circuito, la caduta di tensione sulla barriera o sull'isolatore, lo stato del cavo, la comunicazione HART o digitale, il collegamento a terra e la protezione contro le sovratensioni, in base allo strumento selezionato.

18. La certificazione per aree pericolose è specifica per sito:

L'ammoniaca è tossica e può risultare infiammabile in determinate condizioni; tuttavia, la classificazione come zona a rischio dipende dalla concentrazione, dalla temperatura, dalla ventilazione, dal sistema di scarico di gas e dallo studio formale dell'area del sito.

Se il luogo è classificato, utilizzare un modello specificamente certificato. Le classifiche di incapsulamento IP65/IP67/IP68 non sostituiscono la certificazione Ex.

19. La misurazione del livello è soltanto una componente della sicurezza del serbatoio di ammoniaca

Un trasmettitore di livello radar non sostituisce il rilevamento dell'ammoniaca, la ventilazione, il controllo della pressione del serbatoio, i sistemi di emergenza o la protezione indipendente contro il sovrariempimento richiesti dal progetto di sicurezza del processo.

20. Tabella di diagnostica rapida

21. Dati richiesti per la selezione:

• Concentrazione della soluzione di ammoniaca e impurità;
• Altezza, diametro e strutture interne del serbatoio;
• Livello massimo e minimo;
• Temperatura e pressione normale e di progetto;
• Posizionamento del ugello e disposizione di riempimento;
• Presenza di nebbia acida in prossimità, condizioni di condensazione e di ventilazione;
• Requisiti di alimentazione, potenza di uscita e sistemi di comunicazione;
• Classificazione delle aree a rischio e certificazioni richieste.

22. Sintesi della richiesta

La misurazione del livello di ammoniaca in soluzione non è semplicemente un'applicazione di un «radar anti-corrosione». La soluzione ottimale tiene conto congiuntamente dell'esposizione ai vapori, della compatibilità dei materiali, della condensazione o dei depositi salini, della geometria del contenitore e delle condizioni di manutenzione.

Il radar a spazio libero riduce al minimo l'esposizione prolungata dell'elemento di misurazione, mentre il radar a onde guidate può risultare utile in determinati serbatoi in cui l'uso di una sonda a contatto è accettabile. I serbatoi contenenti acido fresco, acido rigenerato e soluzione di ammoniaca devono essere considerati come problemi distinti di selezione dei materiali.