Radar para tanques de solução de amônia: seleção e manutenção

METRAVON Radar para tanques de solução de amônia: seleção e manutenção

Os sistemas de regeneração de ácido utilizados no decapamento de aço e em processos químicos relacionados podem incluir tanques de ácido fresco, ácido regenerado, ácido consumido, de neutralização e de produtos químicos alcalinos. A solução de amônia pode ser utilizada em certos sistemas de tratamento ou de neutralização, consoante o projeto da unidade.

Esses tanques não devem ser tratados como um único serviço químico comum. O ácido fresco, o ácido regenerado e a solução de amônia apresentam requisitos muito distintos de compatibilidade com os materiais e devem ser selecionados separadamente.

1. O que torna os tanques de solução de amônia um desafio?

2. Não considere a solução de amônia altamente corrosiva para todos os metais

A compatibilidade depende da concentração de amônia, da temperatura, das impurezas, do grau da liga, das condições de tensão, da duração do contato e de se a exposição ocorre na fase líquida ou na fase vaporosa.

Cobre, latão, zinco e algumas ligas relacionadas são problemas bem conhecidos em ambientes de amônia. Aços inoxidáveis, PTFE, PFA e outros materiais ainda devem ser avaliados com base nas condições específicas de operação e no padrão de materiais definido para o projeto.

3. Por que o radar sem contato é frequentemente considerado a primeira opção

O radar em espaço livre não exige que a sonda permaneça imersa na solução de amônia. Isso pode reduzir a exposição direta ao produto, a necessidade de revestimento da sonda e parte do trabalho de manutenção mecânica.

A lente ou antena do lado do processo, a junta, a flange e a superfície de isolamento podem ainda estar expostos a vapor, salpicos e condensado; por isso, a compatibilidade completa entre os materiais continua sendo essencial.

4. Quais vantagens oferece 80GHz?

80GHzO radar pode utilizar uma antena compacta e um feixe estreito, o que é particularmente útil em tanques ou embarcações de pequeno porte que contenham tubulações internas, suportes ou bobinas. Além disso, pode melhorar a separação em relação a estruturas fixas adjacentes.

A vantagem reside principalmente na geometria do feixe. Não se deve comercializar essa tecnologia como automaticamente imune ao vapor de amônia ou, de forma universal, como mais precisa.

5. O vapor de amônia por si só causa perda de eco no radar?

As variações normais na composição dos gases geralmente não constituem um mecanismo primário de erro de distância em radares em espaço livre. Em tanques contendo solução de amônia, as preocupações práticas são, com maior frequência, a condensação, o filme líquido, os depósitos e as reflexões internas fixas.

6. Por que os depósitos brancos no top devem ser submetidos a análise química

O vapor de amônia não se condensa simplesmente em "cristais de amônia" sob condições normais de operação do tanque. Se depósitos cristalinos brancos surgirem repetidamente ao redor da tampa do tanque ou de instrumentos, deve-se investigar a possível contaminação cruzada por gases ácidos, a interação com o sistema de ventilação e a composição química real dos depósitos.

Quando o amônia entra em contato com vapor ácido — como uma névoa contendo HCl —, a formação de sais de amônio pode tornar-se um mecanismo realista para a formação de depósitos.

7. Quando considerar o radar de onda guiada com revestimento de PTFE

O radar de ondas guiadas transmite o sinal eletromagnético por meio de uma haste, cabo ou sonda coaxial. Em alguns tanques de solução de amônia de pequeno ou médio porte, uma sonda guiada quimicamente adequada pode constituir uma alternativa prática, desde que o contato com o líquido seja aceitável.

Verifique o conjunto completo da sonda, a conexão do processo, as vedações, o material de fixação, bem como as especificações de temperatura e pressão. A presença de uma camada de PTFE não garante automaticamente que todo o instrumento seja quimicamente compatível. Exemplo de instrumento

8. O radar de ondas guiadas não é imune à presença de espuma e depósitos.

Um caminho de sinal guiado pode reduzir alguns efeitos do espaço livre, mas a espuma, o revestimento da sonda, os depósitos e o comportamento dielétrico ainda podem alterar a resposta de eco. Compare o radar em espaço livre com o GWR utilizando a aplicação real, em vez de assumir que uma tecnologia seja sempre mais estável.

9. Radar em Espaço Livre vs. Radar de Ondas Guiadas

10. Posição de instalação

Manter o ponto de medição afastado do jato de enchimento direto, de perturbações severas na superfície, de estruturas internas importantes e de locais onde o condensado possa gotear continuamente sobre a superfície de processo do instrumento.

Para o GWR, certifique-se ainda de que a sonda não possa entrar em contato com a parede do tanque, os suportes ou as tubulações internas, e de que não esteja exposta a impactos prejudiciais durante o enchimento.

11. Seleção de Conexão e Vedação do Processo

Não se deve especificar um único material universal — como PTFE/PFA ou titânio — para todas as aplicações com solução de amônia. Deve-se selecionar o isolamento do processo, a flange, a junta e os componentes de fixação com base na concentração real, na temperatura, na pressão e nas normas de materiais aplicáveis ao local de operação.

Os tanques de ácido fresco e os tanques de ácido regenerado exigem uma avaliação de materiais separada e independente.

12. Glandas de Cabo e Anéis de Gotejamento

Em áreas externas ou ambientes químicos úmidos, o traçado de cabos deve impedir que a água da chuva ou o condensado flua diretamente para a junta. Utilize a junta de tamanho adequado, prenda-a corretamente, isole as entradas não utilizadas e mantenha o sistema de vedação da carcaça intacto.

13. A manutenção deve ser baseada nas condições operacionais

Não existe um intervalo de limpeza universal para tanques de amônia. A frequência de inspeção deve ser definida com base na formação de condensação, na taxa de acúmulo de depósitos, nas alterações no sinal de eco, na temperatura, na presença de névoa ácida nas proximidades e nos dados históricos de manutenção.

Se o eco permanecer estável, o desmonte desnecessário não traz grande valor. Se os ecos de campo próximo aumentarem ou o eco de produto real se enfraquecer, inspecione imediatamente a superfície voltada para o processo.

14. A purga deve ser planejada estrategicamente, e não feita de forma improvisada

A purga com ar comprimido, nitrogênio ou água só deve ser usada se o projeto do instrumento a permitir e a análise de segurança autorizar o meio. Em tanques de amônia, uma purga improvisada pode afetar a liberação de vapor, a pressão e o sistema de respiro.

15. O radar necessita de recalibração periódica?

Os radares modernos geralmente não exigem recalibrações repetidas em modo vazio ou cheio segundo um cronograma fixo. As verificações mais úteis incluem a altura de referência, a configuração em modo vazio ou cheio, a comparação do nível real, a escala do PLC e a tendência da curva de eco.

Se o nível exibido cair abruptamente de 60% para 10%, não assuma que a calibração interna tenha sofrido desvio. Verifique primeiro o nível real, compare o valor exibido no display local com o valor do PLC, inspecione a curva de eco e verifique a presença de depósitos ou alterações na configuração. Ilustração da aplicação

16. Por que a afirmação «A recalibração resolveu o problema» não comprova o desvio de calibração

Alterar os parâmetros "vazio"/"completo" pode modificar tanto o escalonamento da saída quanto a região de busca do objetivo. Se a curva de eco do estado de falha e os parâmetros originais não tiverem sido salvos, a causa real pode deixar de ser identificável.

Prática recomendada: salvar os dados primeiro e, em seguida, alterar a configuração.

17. Inspeção Elétrica

Não utilize um único intervalo universal de tensão de operação para todos os modelos de radar. Em vez disso, verifique a tensão real nos terminais sob carga, a corrente de circuito, a queda de tensão na barreira ou no isolador, o estado do cabo, a comunicação HART/digital, o aterramento e a proteção contra sobretensões, de acordo com o instrumento selecionado.

18. Certificação de Área Perigosa – Específica para o Local

A amônia é tóxica e pode ser inflamável sob certas condições, mas a sua classificação como área de perigo depende da concentração, da temperatura, da ventilação, da capacidade de ventilação e do estudo formal de área do local.

Se o local for classificado, utilize um modelo especificamente certificado. As classificações de invólucro IP65/IP67/IP68 não substituem a certificação Ex.

19. A medição de nível é apenas uma parte do sistema de segurança do tanque de amônia

Um transmissor de nível por radar não substitui a detecção de gás amoníaco, a ventilação, o controle da pressão do tanque, os sistemas de emergência ou a proteção independente contra transbordamento, sempre que tais medidas forem exigidas pelo projeto de segurança do processo.

20. Tabela de Diagnóstico Rápido

21. Dados necessários para a seleção:

• – Concentração da solução de amônia e impurezas;
• – Altura, diâmetro e estruturas internas do tanque;
• – Nível máximo e mínimo;
• – Temperatura e pressão normais e de projeto;
• – Dispositivo de montagem do bocal e sistema de enchimento;
• – Condições de névoa ácida, condensação e ventilação nas proximidades;
• – Requisitos de potência, saída e comunicação.
• Classificação de área de perigo e certificação exigida.

22. Resumo da solicitação

A medição do nível de solução de amônia não se limita a uma aplicação de "radar resistente à corrosão". A solução ideal leva em conta, de forma integrada, a exposição ao vapor, a compatibilidade do material, a condensação ou a formação de depósitos salinos, a geometria do recipiente e as condições de manutenção.

O radar em espaço livre minimiza a imersão prolongada do elemento de medição, enquanto o radar por ondas guiadas pode ser útil em tanques selecionados nos quais o uso de uma sonda de contato é aceitável. Os tanques de ácido fresco, ácido regenerado e solução de amônia devem sempre ser tratados como problemas distintos de seleção de materiais.