Priezorové snímače alebo magnetické stavoznaky – na čo sú celkové vyššie náklady?

Pre mnohé výrobné prevádzky je lokálne meranie výšky hladiny mimoriadne dôležité. Nielenže poskytuje spoľahlivý spôsob, ako zistiť výšku hladiny, ale tiež umožňuje kontrolovať/kalibrovať hladinové vysielače, dočasne ručne regulovať hladinu kvapaliny, keď štandardné riadiace systémy nefungujú, a ponúka aj redundantnú technológiu na meranie výšky hladiny. Dve hlavné technológie, ktoré sa používajú na lokálne meranie výšky hladiny, sú priezorové snímače (Sight Glass – SG) a magnetické stavoznaky (Magnetic Level Indicator – MLI).
Priezorové snímače alebo magnetické stavoznaky – na čo sú celkové vyššie náklady?

SG snímače sa zvyčajne skladajú z dvoch zosilnených odliatkov, medzi ktorými sa nachádza sklo umožňujúce priamu viditeľnosť hladiny kvapaliny. Magnetické stavoznaky sú obyčajne zložené z plaváka obsahujúceho magnet, ktorý sleduje hladinu kvapaliny vnútri komory. Pozícia plaváka vnútri komory je označená zvonku dvojfarebnými klapkami zapuzdrenými s magnetmi. Keďže magnet vnútri plaváka interaguje s magnetmi na klapke mimo komory, klapka sa pri prechode plaváka otočí a zmení farbu, čo indikuje skutočnú výšku hladiny.

Pri rozhodovaní o tom, ktorá technológia sa má použiť, je dôležité zvážiť dlhodobé náklady na vlastníctvo a nie len obstarávacie náklady na samotný snímač. SG technológia vyžaduje zvyčajne oveľa nižšie náklady ako MLI, avšak MLI má mnoho výhod počas inštalácie a štandardnej prevádzky, čo má za následok oveľa nižšie celkové náklady na vlastníctvo v dlhodobom horizonte.

Ďalej uvádzame štyri kľúčové oblasti, v ktorých dokážu MLI v porovnaní s SG znížiť v dlhodobejšom horizonte celkové náklady a zlepšiť funkčnosť:

  1. vylepšená bezpečnosť,
  2. minimálna údržba,
  3. lepšia viditeľnosť,
  4. jednoduchšia inštalácia a pridanie vysielača a spínačov.

V ďalšej časti článku uvádzame príklad porovnania celkových nákladov na vlastníctvo SG v porovnaní s MLI počas piatich rokov. Mnohé z týchto hodnôt sú odhady a výrazne sa menia v závislosti od meniacich sa aplikácií a od prevádzky k prevádzke. V tomto príklade použijeme výšku merania približne 1 m pri predpoklade, že prvotné náklady na SG snímač sú 450 dolárov, zatiaľ čo v prípade MLI sú náklady vo výške 2 200 dolárov.

1. Vylepšená bezpečnosť

SG majú z hľadiska bezpečnosti veľa nedostatkov. Vzhľadom na to, že využívajú sklo ako jednu zo svojich protitlakových stien, výrazne narastá riziko ich rozbitia pri vysokej teplote, vysokom tlaku a korozívnych kvapalinách. Ide o situácie, keď v prípade rozbitia skla môže dôjsť k vážnym poškodeniam životného prostredia a/alebo operátora. Cyklické zmeny teploty a tlaku spôsobuje časom únavu skla a tesnenia, čo má za následok vznik prasklín a možných únikov. Podobné situácie môžu nastať aj v prípade žieravých chemikálií.

Vďaka odolnej konštrukcii zváraných rúr z nehrdzavejúcej ocele ponúka MLI riešenie, ktoré je takmer neovplyvniteľné dlhodobými účinkami cyklických zmien tlaku a teploty, ako aj korozívnych kvapalín. Náklady na zlomenie pohľadového skla nie sú v skutočnosti kvantifikovateľné; avšak s veľkou istotou to bude drahšie ako v prípade použitia MLI, najmä ak niekto utrpí zranenie. Odstránenie tohto bezpečnostného rizika predstavuje obrovskú výhodu pre MLI.

2. Minimalizovaná údržba

Údržba skla SG snímačov predstavuje najväčšie fixné náklady za päť rokov. Z hľadiska údržby pritom ide o tri činnosti: bežná kontrola, čistenie a oprava/výmena.

Bežná kontrola

Čas medzi prehliadkami SG sa bude líšiť podľa nastavených prevádzkových postupov jednotlivých koncových používateľov, avšak bežný postup v prevádzkach je kontrola každého priezoru jedenkrát za mesiac. To zahŕňa oddelenie priezoru, vyprázdnenie meradla a osvetlenie priezoru, aby sa sklo mohlo skontrolovať na zreteľné odrazy, ktoré by mohli predstavovať poškriabaniu alebo prasknutie skla. V závislosti od veľkosti SG to zvyčajne trvá asi 30 minút. Zhruba možno povedať, že náklady na tento postup sú 75 dolárov za hodinu v závislosti od toho, či daná prevádzka vyžaduje, aby sa kontrola vykonávala dvomi pracovníkmi. Ročné náklady by sa tak pohybovali na úrovni 450 dolárov za rok na kontrolu jedného SG snímača.

Čistenie

Každý, kto vôbec používal alebo videl SG snímač v prevádzke, vie, že časom sa sklo zakalilo a znečistilo, takže je takmer nemožné zistiť výšku hladiny. Na účely tohto príkladu predpokladajme, že priemerný SG snímač bude potrebné čistiť raz za dva roky. Je to časovo náročná úloha a v závislosti od veľkosti SG snímača zvyčajne trvá 2 – 3 hodiny. Ak uvažujeme rovnakú hodinovú mzdu 75 dolárov, výsledkom budú náklady vo výške 225 dolárov každé dva roky. Pri technológii MLI nie je potrebné rutinné čistenie, pretože indikátor je mimo procesu.

Oprava/Výmena

SG snímač má niekoľko komponentov, ktoré môžu zlyhať alebo spôsobiť únik média. Hlavnými zdrojmi porúch však bude samotné sklo a/alebo tesnenie. Nedá sa zabrániť tomu, aby časom jedna z týchto zložiek nezlyhala v dôsledku únavy materiálu. To by vyžadovalo opravu alebo výmenu celého SG snímača. Náhradné diely sú v podstate lacné, len 20 až 30 dolárov, ale ide o proces časovo náročný na opravu týchto položiek. Koncoví používatelia sa zvyčajne nakoniec rozhodnú tak, že bude lacnejšie kúpiť si novú časť, ako opravovať staré zariadenie.

Magnetickostrikčné plavákové stavoznaky majú veľmi dlhú záruku, zvyčajne päť rokov, v porovnaní so štandardnou jednoročnou zárukou na SG snímače. MLI budú tak mať oveľa dlhšiu životnosť aj po uplynutí ich záruky, ktorá sa bežne pohybuje na úrovni desať a viac rokov bez akejkoľvek opravy alebo výmeny. SG snímače dosahujú bezporuchovú prevádzku od troch do piatich rokov bez nutnosti opravy alebo výmeny. Po piatich rokoch to znamená ďalších 450 dolárov za ich výmenu.

3. Lepšia viditeľnosť

Lepšia viditeľnosť priamo súvisí s bezpečnosťou. Často sa stáva, že sklo SG snímača je také zanesené, že sa operátori musia nahnúť veľmi blízko, aby dokázali určiť výšku hladiny. Ak sa v skle vyskytne nejaká netesnosť, môže sa tento pracovník vystaviť vplyvu nebezpečných výparov. Naopak niektoré typy MLI môžu byť viditeľné z viac ako 75 m a majú 200° uhol viditeľnosti. Vzhľadom na to, že zobrazovacia časť sa nachádza mimo procesu, nikdy sa nezakalí alebo je nečitateľná, ako je to v prípade SG snímača.

4. Jednoduchšia inštalácia a dodatočné pridávanie vysielačov a spínačov

Čas inštalácie je pri MLI výrazne kratší ako pri priezoroch, nakoľko MLI môže byť vyhotovený tak, aby sa priamo prispôsobil existujúcim pripojeniam potrubia. Typická inštalácia spočíva v jednoduchom pripojení dvoch procesných spojov k nádobe.

Z hľadiska priezorových snímačov je zvyčajne k dispozícii iba 12" pripojenie, a to kvôli slabosti skla. Následne ich treba počas montáže zostaviť buď navarením, alebo zaskrutkovaním. Tým sa vytvoria ďalšie potenciálne cesty úniku a začiatočné nastavenie trvá oveľa dlhšie.

Okrem jednoduchej inštalácie sa MLI vyznačujú aj tým, že do ich komory možno ľahko pridať vysielače a spínače, zatiaľ čo pri priezorovom snímači nemožno prispôsobiť komoru tak, aby fungovala ako meracia jednotka.

Zhrnutie nákladov počas piatich rokov

SG snímač:

– obstarávacia cena = 450 USD,

– bežná kontrola = celková suma 2 250 USD (450 EUR/rok),

– čistenie = 562,5 USD spolu (225 EUR/2 roky),

– oprava/výmena = 450 USD,

– celkové náklady na servis priezorového snímača = 3 712,50 USD.

Magnetické stavoznaky

Celkové náklady na magnetické stavoznaky počas piatich rokov sú len prvotné náklady na úrovni približne 2 200 USD.

Výsledkom počas 5-ročného obdobia je úspora nákladov takmer 70 % pri použití MLI namiesto priezorových snímačov. Ide však len o fixné náklady spojené s MLI a priezorovými snímačmi a stále nezohľadňujú dodatočnú bezpečnosť a jednoduchosť použitia, ktoré prevádzkovatelia získajú pri používaní MLI. Existuje niekoľko aplikácií s nízkym tlakom, nízkou teplotou a neagresívnymi kvapalinami, ktoré nie sú nebezpečné a kde je najlepšie použiť priezorové snímače, no v dlhodobom horizonte bude cena MLI zvyčajne nižšia.

Zdroj: Gasparovich, M.: Sight Glass or MLI. What Costs More over 5 Years? White Paper, SOR Inc. [online], Publikované 9/2018.