وحدات قياس الكيماويات (Skid)

يبدأ اختيار تقنية وحدة قياس الكيماويات بثلاثة أسئلة: هل السائل موصل كهربائيًا، وهل يحتاج البيع أو العملية إلى الكتلة أم الحجم، وهل تُطلب الكثافة أو التركيز أيضًا؟ تحصر الإجابات نوع العدّاد، ثم تُختار مادة الأجزاء الملامسة للسائل وفق بيانات التوافق الصادرة عن مصنّع العدّاد للتركيز والحرارة والشوائب الفعلية للمنتج، لا لمجرد مطابقة مادة الأنابيب. وتجمع الوحدة المجمّعة على هيكل (Skid) العدّاد والعزل والمصفاة وقياس الضغط والحرارة وعناصر التحكم في إطار واحد مُسبق التجميع.

الفرز الأول: هل السائل موصل؟

تقيس عدّادات التدفق الكهرومغناطيسية الجهد المتولد عند مرور سائل موصل عبر مجال مغناطيسي. لا تحتوي أجزاء متحركة، ومسار التدفق فيها كامل المقطع مع فقد ضغط منخفض، وتُدرس على نطاق واسع للأحماض والقلويات والمحاليل الملحية المائية. غير أن المبدأ يتطلب أن تتجاوز موصلية السائل حدًا أدنى، وهذا الحد ليس ثابتًا عامًا؛ إذ تعطي صحائف بيانات المصنّعين قيمًا مختلفة حتى لمقاسات مختلفة ضمن خط المنتجات نفسه. وكثير من المذيبات العضوية والهيدروكربونات يقع دون هذا الحد فلا يمكن قياسه مغناطيسيًا.

أما عدّادات التدفق الكتلي بتأثير كوريوليس فلا تعتمد على الموصلية، وتقيس التدفق الكتلي مباشرة، ويعطي الجهاز نفسه الكثافة وحرارة السائل، فيمكن حساب الحجم واستنتاج التركيز في المحاليل ثنائية المكوّن. هذه القدرة متعددة المتغيرات تجعلها خيارًا شائعًا في محطات الكيماويات متعددة المنتجات، لكن أنابيبها الرقيقة المهتزة تجعل اختيار المادة أكثر حساسية.

مواد الأجزاء الملامسة: لا تُنسخ من مواصفة الأنابيب

الخطأ الأكثر شيوعًا في قياس الكيماويات هو تحديد مادة العدّاد الملامسة للسائل مطابقةً لأنابيب الخط. ويشرح دليل تآكل صادر عن أحد مصنّعي عدّادات كوريوليس سبب عدم كفاية ذلك: فاختيار الأنابيب لا يراعي عادةً الأحمال الدورية، بينما تهتز أنابيب العدّاد باستمرار. والاختبارات المبنية على معدل التآكل العام المنتظم لا تكشف التآكل الموضعي مثل التنقّر والتآكل بين الحبيبي والتشقق بالتآكل الإجهادي والتعب التآكلي، وفي الأنبوب المهتز قد يبدأ التآكل الموضعي شقوق التعب.

ويؤكد الدليل نفسه أن تغيّرات طفيفة في الحرارة أو التركيز أو الشوائب قد تغيّر التوافق، وأن اختيار المادة مسؤولية المستخدم في النهاية. لذا يكون التسلسل: تحديد المواصفة الفعلية للمنتج، ثم مراجعة بيانات توافق المصنّع لذلك المنتج والظرف، ثم استشارة المصنّع أو الاختبار عند غياب البيانات أو كونها على الحد. وتشمل المواد المعروضة لعدّادات كوريوليس درجات من الفولاذ المقاوم للصدأ والدوبلكس الفائق وسبائك النيكل والتيتانيوم والتنتالوم، ويتوقف المناسب منها كليًا على المنتج.

وفي العدّادات الكهرومغناطيسية تكون الأسطح الملامسة للمنتج هي البطانة والأقطاب؛ تُقيَّم البطانة من حيث الحرارة والمقاومة الكيميائية، والأقطاب من حيث التآكل وقابلية تكوّن طبقة قد تؤثر في إشارة القياس. وهنا أيضًا يستند الاختيار إلى بيانات المصنّع الخاصة بالمنتج.

الحشوات والوصلات

حتى مع جسم عدّاد مناسب، تُفحص حشوات الفلنجات وحلقة غطاء المصفاة وإحكام الصمامات ووصلات المرسلات في الوحدة كلٌّ على حدة. وعندما تمر عدة منتجات عبر وحدة واحدة تُختار الحشوات وفق أشدها صعوبة. وتقليل عدد الفلنجات يقلل نقاط التسرب المحتملة، ويُوفَّر تحت الباقي منها صينية تقاطر أو تجميع. وتُفصَّل مسائل الإحكام وتجميع التسرب للمنتجات الأكّالة في صفحة نقل السوائل الأكّالة.

الكثافة والتركيز

تتيح الكثافة والحرارة اللتان يقيسهما عدّاد كوريوليس حساب التركيز في محلول ثنائي المكوّن، بشرط معرفة العلاقة بين الكثافة والحرارة والتركيز للسائل الحامل والمكوّن المستهدف. وتوصي وثائق المصنّع بمعايرة هذا الحساب على نافذة التطبيق الفعلية فقط، لأن اتساع النافذة يعني خطية أكثر ودقة أقل. ويشوّه النتيجةَ وجود مكوّن ثالث أو غاز ذائب أو حرارة خارج النطاق، لذا يدعم التركيز المقيس على الخط المراقبةَ والتحكم المستمرين ولا يحل محل التحليل المخبري.

قياس العملية والجرعات

كثير من وحدات القياس في مصانع الكيماويات يخدم أغراض العملية كتغذية المفاعل ونسبة الخلط والنقل بين الخزانات، لا نقل الملكية. وقد تكون قابلية التكرار ونطاق القياس والإشارة السريعة إلى نظام التحكم هي الأهم هنا. وفي خطوط الجرعات منخفضة التدفق يُراجَع مقاس العدّاد كي لا يقع التدفق عند الطرف الأدنى من نطاق القياس. أما حقن الإضافات بالنسبة والتحويلات التي تتطلب إيقافًا دقيقًا عند كمية مستهدفة فلها صفحاتها.

التنظيف بين المنتجات

إذا كانت وحدة واحدة ستخدم عدة منتجات، فتُصمَّم قابلة للتصريف منذ البداية: يُختار موضع العدّاد واتجاه تركيبه بحيث لا يبقى المنتج في الأنابيب، وتُتجنب المناطق الميتة، ويوضع الصرف في النقاط المنخفضة والتهوية في المرتفعة. وسائل الغسل مادة كيميائية أيضًا، فيجب ألا يتفاعل مع المنتج وأن يتوافق مع مواد العدّاد والحشوات. ويحدد إجراء تغيير المنتج أثر سائل الغسل المتبقي في العدّاد على الكمية الأولى من المنتج التالي.

معايير التصميم

العمل مع TLY Enerji

في مشاريع وحدات قياس الكيماويات يمكن أن تساعد TLY Enerji في تقييم بيانات العملية للاختيار بين التقنيات المغناطيسية وكوريوليس وغيرها، وتوريد العدّادات والأجهزة، وتكامل البيانات مع أنظمة PLC أو SCADA، ودعم التركيب الميداني والتشغيل. ويُتفق في بداية المشروع على بيانات توافق المصنّع التي يُبنى عليها قرار المواد وعلى الجهة التي تعطي الموافقة النهائية على المادة.

ما نحتاجه لتعريف الوحدة

·         اسم المنتج ومدى تركيزه الكامل ومدى حرارته والشوائب المعروفة

·         قيمة الموصلية، أو هل المنتج مائي أم عضوي الأساس

·         التدفق الأدنى والاعتيادي والأقصى، وأدنى تدفق في خطوط الجرعات

·         الغرض: تحكم في العملية، جرعات، نقل بين الخزانات، أو نقل ملكية

·         هل يلزم خرج للكثافة أو التركيز

·         عدد المنتجات المارة بالوحدة وتكرار تغييرها

·         مادة الخط الحالية ومعيار الوصلات وتصنيف المنطقة الخطرة

صفحات ذات صلة

·         أنظمة قياس نقل ملكية الكيماويات: تحويل الكمية المقيسة إلى أساس للبيع.

·         أنظمة نقل السوائل الأكّالة: قرارات المضخات والبطانات وتجميع التسرب للأحماض والقلويات.

·         القياس الدفعي للكيماويات: الكميات المستهدفة وفق الوصفة وإدارة الإيقاف.

·         حقن الإضافات في محطات الكيماويات: الجرعات النسبية والتحقق منها.

أسئلة متكررة حول قياس الكيماويات

ما الكيماويات التي لا يستطيع العدّاد الكهرومغناطيسي قياسها؟

السوائل التي تقل موصليتها عن الحد الأدنى المطلوب للعدّاد، ومنها كثير من المذيبات العضوية والهيدروكربونات وبعض السوائل عالية النقاء. ولأن الحد الأدنى يختلف باختلاف المصنّع والطراز وحتى مقاس العدّاد، ينبغي مراجعة صحيفة البيانات المحددة للمنتجات القريبة من الحد، أو دراسة تقنية مستقلة عن الموصلية مثل كوريوليس.

هل يمكن أن تطابق مادة العدّاد مادة الأنبوب ببساطة؟

ليس دائمًا. فاختيار الأنابيب لا يراعي عادةً الأحمال الدورية، بينما تهتز أنابيب كوريوليس باستمرار وقد يبدأ التآكل الموضعي شقوق التعب. وتنص أدلة التآكل لدى المصنّعين على أن مادة العدّاد لا تُستنتج من سبيكة الأنابيب، بل يُبنى الاختيار على بيانات توافق مصنّع العدّاد للتركيز والحرارة الفعليين للمنتج.

هل يقيس عدّاد كوريوليس تركيز المادة الكيميائية؟

نعم في المحاليل ثنائية المكوّن، إذا كانت العلاقة بين التركيز والكثافة والحرارة معروفة. والحساب موثوق ضمن نافذة التطبيق المحددة فقط، ويشوّهه وجود مكوّن ثالث أو غاز ذائب أو حرارة خارج النطاق. لذا يُستخدم التركيز على الخط أساسًا للمراقبة والتحكم المستمرين، ويبقى التحليل المخبري أساس قبول الجودة.

هل تصلح وحدة قياس واحدة لكيماويات مختلفة؟

نعم إذا كانت المنتجات متوافقة فيما بينها ومع مواد الوحدة، وكانت الوحدة قابلة للتصريف، وجرى تغيير المنتج وفق إجراء محدد. وتُختار الحشوات وفق أشد المنتجات صعوبة، ويُفحص توافق سائل الغسل كذلك. أما المنتجات غير المتوافقة فالأنسب لها وحدات منفصلة أو على الأقل خطوط عدّادات منفصلة.