Partner serwisu

Bezpieczna radiometria w chemii

Kategoria: Bezpieczeństwo

W przemyśle chemicznym i petrochemicznym radiometryczne układy pomiarowe są wykorzystywane w zadaniach pomiaru i sygnalizacji poziomu oraz pomiaru gęstości. W 1962 roku Endress+Hauser rozpoczął działalność w zakresie radiometrii. Pomiary odbywają się przez ścianki, zapewniając wieloletnią trwałość układu pomiarowego i nieprzerwaną dostępność informacji o procesie technologicznym.

 Bezpieczna radiometria w chemii

        Ampułka ze źródłem izotopowym jest laboratoryjnie ładowana do pojemnika, który chroni je przed uszkodzeniami mechanicznymi i chemicznymi. Pojemnik umożliwia ręczne lub automatyczne załączanie i wyłączanie wąskiej wiązki promieniowania. Ekranowanie odbywa się przy użyciu kapsuły stalowej wypełnionej ołowiem. Jej kulista konstrukcja zapewnia maksymalne ekranowanie przy minimalnej wadze.


 Bezpieczeństwo
      

    Promieniowanie nie powoduje skażenia produktu mierzonego, ścian zbiornika, rurociągu ani pojemnika, gdyż izotopy Endress+Hauser nie emitują szkodliwego promieniowania α, zaś promieniowanie β jest całkowicie ekranowane przez ampułkę ochronną. Sercem detektora promieniowania γ wysokiej częstotliwości Endress+Hauser Gammapilot M jest scyntylator o ponad 10-krotnie większej czułości na promieniowanie elektromagnetyczne  wysokiej częstotliwości od typowych rozwiązań rynkowych. Dzięki temu inwestor zwiększa bezpieczeństwo na obiekcie przemysłowym, ponieważ użytkuje izotopy o bardzo niskich aktywnościach, chroniąc personel zakładowy. Jeden model detektora Endress+Hauser służy do każdego zadania - pomiaru gęstości, poziomu, detekcji rozdziału faz lub sygnalizacji poziomu. Inwestor oszczędza pieniądze poprzez zmniejszenie zapasu części zamiennych oraz ograniczenie czasu na rozruch lub późniejszą diagnostykę kilku przyrządów na obiekcie. Badania i rozwój, projektowanie i wytwarzanie przetworników scyntylacyjnych Gammapilot M są prowadzone według PN-EN/IEC 61508. Dzięki temu przyrząd ten, jako jedyny na rynku, spełnia wymagania bezpieczeństwa funkcjonalnego (SIL2/SIL3) w zakresie sygnalizacji poziomu i pracy w obwodach blokadowych (SIS/ESD).

Reaktor ze złożem
fluidalnym

 Pomiary godne zaufania również w trakcie izotopowych badań nieniszczących instalacji
       Badania nieniszczące szwów spawalniczych, ścianek rurociągów i zbiorników przy użyciu promieniowania jonizującego mogą wpływać na rzetelność pomiarów radiometrycznych. Badania te mają na celu określenie stopnia korozji chemicznej lub wytarcia, jak również sprawdzenie jakości prac spawalniczych. Do badań nieniszczących wykorzystuje się izotopy o bardzo dużych aktywnościach. Dodatkowa moc dawki, wykrywana podczas badań przez pracujący w pobliżu detektor scyntylacyjny, jest wielokrotnie większa od dawki roboczej, dobranej przez Endress+Hauser.
        Może to powodować okresowe zmiany wskazań układu pomiarowego, co z kolei wpływa na niepożądane alarmy lub postoje instalacji technologicznej. Unikatowy modulator wiązki w ścieżce pomiarowej między izotopem a detektorem scyntylacyjnym sprawia, że radiometryczny układ pomiarowy Endress+Hauser jest odporny na zakłócenia od badań nieniszczących. Rodzaj izotopu, używanego do pomiarów i do badań nie ma znaczenia.Modulator gamma jest zabudowany na króćcu pomiędzy pojemnikiem roboczym z izotopem a ścianą instalacji. Regularny ruch obrotowy dwóch walcowych prętów ekranujących wewnątrz urządzenia powoduje okresowe przesłanianie wiązki promieniowania w ścieżce pomiarowej. Detektor scyntylacyjny posiada informację  o częstości obrotu mechanizmu ekranującego i pomija inne sygnały, docierające do niego m.in. w trakcie badań nieniszczących. Są one bowiem ciągłe w odróżnieniu od sygnału modulowanego w ścieżce pomiarowej. Detektor scyntylacyjny FMG60 rozpoznaje wyłącznie użyteczną, modulowaną porcję promieniowania elektromagnetycznego, która pochodzi z izotopu w układzie pomiarowym. Analizując ją, kontynuuje zadanie pomiarowe w każdej sytuacji, gwarantując ciągłą i stabilną pracę instalacji technologicznej.

Laboratoryjny załadunek ampułki izotopu do pojemnika roboczego

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

Radiometria „pod klucz” – wygodna i spokojna praca
       W projektach, obejmujących dostawę i rozruch radiometrycznych układów pomiarowych Endress+Hauser, znajduje się szereg usług towarzyszących, dzięki którym zaangażowanie inwestora ogranicza się do składania podpisów na dokumentach i do odbioru uruchomionego układu pomiarowego. W zakresie realizacji projektów radiometrycznych przez Endress+Hauser znajdują się:
• dobór układu pomiarowego, projekt i dokumentacja,
• uzgodnienia z Państwową Agencją Atomistyki w imieniu inwestora,
• załadunek laboratoryjny ampułki izotopu do pojemnika roboczego,
• transport specjalny,
• uprawniony montaż na obiekcie,
• uruchomienie radiometrycznego układu pomiarowego,
• usługi nadzoru radiologicznego (IOR),
• demontaż i utylizacja wyeksploatowanego izotopu.

 Pomiar poziomu w reaktorze ze złożem fluidalnym

Idea radiometrycznej detekcji profilu powierzchni w polimeryzatorze


        W trakcie procesu wytwarzania polietylenu lub polipropylenu, w reaktorach ze złożem fluidalnym cząsteczki katalizatora są unoszone przez lotny propylen, przemieszczający się od dołu ku górze reaktora. Pozwala to na bardziej efektywny postęp reakcji polimeryzacji, jaka powstaje wskutek pełnego kontaktu molekuł gazu z cząsteczkami katalizatora, niezalegającymi w dnie reaktora. Fluidyzujący katalizator nie tworzy wyraźnej powierzchni w reaktorze. Profi l gęstości katalizatora w złożu fluidalnym powinien być znany, aby możliwa stała się regulacja i optymalizacja procesu polimeryzacji.

 Rozwiązanie
     Umieszczenie kilku przetworników kompaktowych FMG60 na różnych wysokościach reaktora umożliwia pomiar gęstości w jego poszczególnych sekcjach. W efekcie otrzymujemy profil gęstości złoża fluidalnego, który pomaga m.in. w dozowaniu katalizatora i regulacji ilości energii cieplnej dostarczanej do reaktora.

 Korzyści
• Opis stanu faktycznego w reaktorze zamiast przypuszczeń i założeń.
• Stała i wysoka jakość produktu.
• Optymalne wykorzystanie zdolności produkcyjnych reaktora.

 Pomiar profilu powierzchni w polimeryzatorze z mieszadłem
        „Efekt komina” jest typowym, gdy w polimeryzatorze pracuje mieszadło. Mierząc poziom od góry polimeryzatora, z użyciem np. radaru falowodowego, możemy mylnie zinterpretować górną krawędź „komina” jako powierzchnię reprezentatywną, określającą poziom napełnienia reaktora.

 Rozwiązanie
       Używając jednego izotopu i kilku detektorów FMG60 jednocześnie kontrolujemy poziom napełnienia polimeryzatora oraz profil powierzchni w trakcie pracy mieszadła, uzyskując pełną informację o „kształcie komina”.

 

Detektor scyntylacyjny
Gammapilot M FMG60

Korzyści
• Poprawa efektywności pracy polimeryzatora z mieszadłem.
• Bezinwazyjna analiza odksztaconego profilu powierzchni.
• Niskie koszty eksploatacji pomiaru.

 Kontrola spienienia w kotle krakingowym
        Kocioł krakingowy służy do przerobu ciężkich frakcji ropy naftowej na benzyny i oleje, pozyskanych w wyniku jej uprzedniej destylacji próżniowej. Kraking odbywa się w  temperaturze 250...500 °C oraz przy ciśnieniu 3...160 bar w zależności od stosowanej technologii (termiczny, katalityczny, radiacyjny itp.). W jego trakcie na powierzchni wsadu kotła pojawiają się duże ilości niepożądanej piany. Poza tym w kotle wytrącają się odciągane frakcje lotne (LPG, metan) oraz węglowodory nienasycone i koks. Kontrola spienienia powierzchni w kotle polega na pomiarze grubości piany w kotle za pomocą układu radiometrycznego w celu dozowania optymalnej ilości środka przeciwpiennego.

 Rozwiązanie
      Bezinwazyjny, radiometryczny układ pomiarowy w sposób ciągły monitoruje zmiany grubości piany w trakcie krakingu. Umożliwia to wtryskiwanie środka przeciwpiennego do kotła tylko w sytuacji, gdy jest to niezbędne, chroniąc m.in. odciąg gazów przed dostaniem się tam piany. Opcjonalnie, drugi detektor scyntylacyjny zabezpiecza kocioł przed przelaniem otworem odciągu gazów.


Korzyści
• Usprawienie zalewania kotła.
• Oszczędności finansowe dzięki optymalizacji zużycia środka przeciwpiennego.
• Brak przestojów kotła powodowanych blokadą odciągu gazów.

 

Autor: Mariusz Szwagrzyk

Artykuł sponsorowany został opublikowany w magazynie "Chemia Przemysłowa" nr 3/2011

 

ZAMKNIJ X
Strona używa plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. OK, AKCEPTUJĘ