Standar Pembersihan Bebas Minyak untuk Pengukur Aliran Oksigen

Standar Pembersihan Bebas Minyak untuk Pengukur Aliran Oksigen: Penjelasan CGA G-4.1 dan ASTM G93

Jawaban Singkat

Pengukur aliran oksigen memerlukan pembersihan tanpa minyak karena residu hidrokarbon, gemuk, dan partikel lepas dapat terbakar di dalam sistem yang diperkaya oksigen, bahkan tanpa percikan api eksternal.

Terdapat dua standar yang mencakup hal ini: CGA G-4.1 untuk peralatan produksi, penyimpanan, dan distribusi gas, dan ASTM G93 untuk berbagai lingkungan yang diperkaya oksigen termasuk industri kedirgantaraan dan semikonduktor.

Silver Automation Instruments melakukan pembersihan lemak dan inspeksi pada bagian-bagian yang bersentuhan dengan cairan pada setiap flow meter layanan oksigen, dengan target tingkat residu non-volatil sebesar 220 mg/m² atau lebih rendah, sesuai dengan standar CGA G-4.1.

Mengapa Oksigen Membutuhkan Standar Pembersihan yang Berbeda dari Udara atau Nitrogen?

Oksigen dengan konsentrasi di atas 23,5% berdasarkan volume diklasifikasikan sebagai oksidator menurut kedua standar tersebut. Angka tersebut penting karena udara biasa mengandung sekitar 21% oksigen, dan bahkan sedikit peningkatan di atas angka tersebut akan mengubah cara bahan terbakar. Gemuk dan minyak yang diam di permukaan baja di udara sekitar akan mudah terbakar begitu oksigen murni melewatinya dengan tekanan tinggi.

Ada dua mekanisme penyalaan yang perlu diketahui sebelum Anda menentukan spesifikasi flow meter untuk layanan oksigen. Kompresi adiabatik terjadi ketika sejumlah oksigen dikompresi dengan cepat terhadap ujung buntu atau dudukan katup, dan panas dari kompresi saja sudah cukup untuk menyalakan residu yang ada di sana. Penyalaan akibat benturan partikel terjadi ketika serpihan las atau serpihan hasil pemesinan yang lepas bergerak dengan kecepatan tinggi dan mengenai permukaan sensor, menghasilkan percikan api akibat gesekan. Baik mekanisme ini maupun mekanisme lainnya tidak memerlukan sumber penyalaan eksternal.

Jadi, badan pengukur aliran yang berfungsi baik pada udara bertekanan dapat menjadi masalah pada oksigen jika tidak pernah dibersihkan dari lemak. Ini bukan risiko teoretis. Inilah alasan mengapa pemasok gas, rumah sakit, dan pabrik baja semuanya menetapkan standar pembersihan pada pesanan pembelian mereka daripada membiarkannya berdasarkan asumsi.

CGA G-4.1 dan ASTM G93, dan Perbedaannya

CGA G-4.1, Pembersihan Peralatan untuk Layanan Oksigen

CGA G-4.1 diterbitkan oleh Compressed Gas Association dan merupakan standar yang paling banyak dirujuk oleh pemasok gas, operator pabrik oksigen, dan distributor gas medis. Standar ini mencakup tangki penyimpanan, truk tangki, kompresor, pompa, dan instrumentasi, pada dasarnya semua hal yang bersentuhan dengan oksigen di atas konsentrasi 23,5%. Standar ini bersifat preskriptif: standar ini menetapkan metode pembersihan spesifik (pelarut, air, ultrasonik), langkah-langkah inspeksi, dan persyaratan pengemasan. Standar ini juga memberikan tingkat kebersihan dasar, sehingga pembeli yang hanya menulis "bersihkan sesuai CGA G-4.1" pada pesanan pembelian tetap mendapatkan sesuatu yang terdefinisi.

ASTM G93, Metode Pembersihan dan Tingkat Kebersihan untuk Lingkungan yang Diperkaya Oksigen

ASTM G93 mengambil pendekatan yang lebih luas dan berbasis risiko. Alih-alih satu garis dasar, standar ini mendefinisikan Tingkat kebersihan A hingga D, dengan Tingkat A sebagai yang paling ketat (digunakan dalam propulsi kedirgantaraan dan sistem oksigen bertekanan tinggi) dan Tingkat D sebagai yang paling longgar. Tidak seperti CGA G-4.1, tidak ada standar default otomatis, sehingga pembeli harus menyatakan tingkat mana yang berlaku. Standar ini lebih banyak muncul dalam pekerjaan kedirgantaraan, semikonduktor, dan gas khusus, meskipun kedua standar tersebut tumpang tindih dan CGA G-4.1 sendiri merujuk pada ASTM G93 untuk metode pengujian yang lebih rinci.

Untuk pelanggan gas industri pada umumnya, seperti pabrik penghasil oksigen, sistem pasokan pusat rumah sakit, atau jalur oxy-fuel pabrik baja, standar CGA G-4.1 biasanya sudah cukup. Pelanggan di bidang kedirgantaraan, propulsi oksigen cair, dan beberapa pelanggan semikonduktor perlu menyebutkan standar ASTM G93 secara eksplisit pada pesanan.

Teknologi Meter Juga Mempengaruhi Keamanan Oksigen, Bukan Hanya Kebersihan

Sertifikat pembersihan saja tidak menyelesaikan masalah desain. Turbin dan flow meter perpindahan positif bergantung pada bagian yang berputar yang berjalan di atas bantalan, dan banyak desain bantalan membutuhkan lapisan pelumas agar tetap berfungsi. Pelumas berbasis hidrokarbon standar justru yang ingin dihilangkan oleh CGA G-4.1, sehingga meteran ini biasanya membutuhkan gemuk yang kompatibel dengan oksigen, interval inspeksi yang lebih ketat, atau keduanya.

Pengukur aliran massa termal dan pengukur aliran pusaran menghindari masalah ini dengan cara yang lebih struktural. Keduanya tidak memiliki bagian yang bergerak di jalur aliran, sehingga tidak ada bantalan yang perlu dilumasi dan tidak ada permukaan aus yang melepaskan partikel logam selama bertahun-tahun pemakaian. Itulah salah satu alasan mengapa pengukur massa termal SRK-100 dan pengukur pusaran STLU-G sering muncul dalam permintaan oksigen dan nitrogen yang kami terima dari Asia Tenggara dan Timur Tengah. Sensor tetap perlu dibersihkan dari lemak dan diperiksa sebelum dikirim. Hanya saja tidak ada risiko pelumasan berkelanjutan setelah meteran terpasang.

Pilihan Material dan Komponen yang Patut Diperiksa Sebelum Anda Memesan

Beberapa poin muncul hampir di setiap pertanyaan tentang alat pengukur aliran oksigen yang kami tangani, jadi ada baiknya untuk menyatakannya secara langsung daripada menunggu pertanyaan tersebut.

• Segel yang bersentuhan dengan cairan sebaiknya menghindari bahan nitril atau neoprena standar. PTFE dan Viton adalah pilihan umum yang kompatibel dengan oksigen, dan keduanya tetap perlu diperiksa tekanan dan suhunya sesuai dengan kondisi pengoperasian aktual Anda.
• Kuningan dan baja tahan karat adalah bahan bodi yang biasa digunakan untuk layanan oksigen bertekanan rendah dan menengah. Aluminium dan titanium memerlukan tinjauan teknik sebelum digunakan dalam oksigen bertekanan tinggi, karena risiko penyalaan akibat benturan partikel pada logam itu sendiri, bukan hanya kontaminasi permukaan.
• Fitting berulir tidak boleh dirakit dengan perekat ulir berbasis hidrokarbon standar. Pelumas perakitan yang aman bagi oksigen tersedia dan harus dicantumkan pada pesanan pembelian, bukan diasumsikan oleh pemasang.
• Jika saluran tersebut sebelumnya mengalirkan gas lain sebelum beralih ke layanan oksigen, meteran tersebut perlu dibersihkan dan dikualifikasi ulang sepenuhnya, bukan hanya dilap.

Bagaimana Kami Mempersiapkan Flow Meter Layanan Oksigen

Pengukur aliran massa termal untuk oksigen

Ketika ada pesanan untuk layanan oksigen, kami mengambil komponen yang terkena cairan dan membersihkannya secara terpisah dari bagian perakitan lainnya, mengikuti langkah-langkah pembersihan pelarut yang dijelaskan dalam CGA G-4.1. Setelah pembersihan, komponen diperiksa dengan sinar UV dan, untuk pesanan yang lebih ketat, dilakukan uji usap untuk memastikan residu non-volatil berada dalam batas yang diminta. Setelah komponen lolos uji, komponen tersebut dikemas, diberi label dengan tanggal pembersihan dan standar yang diterapkan, dan disimpan dalam keadaan tersegel hingga perakitan akhir.

Ini adalah praktik standar pada meteran massa termal SRK-100 dan meteran aliran pusaran STLU-G yang dipesan untuk layanan O2. Kami dapat membersihkan hingga tingkat yang lebih ketat daripada standar CGA G-4.1 berdasarkan permintaan, meskipun hal itu menambah waktu tunggu. Kami tidak mengklaim sertifikasi bengkel untuk CGA G-4.1 atau ASTM G93. Yang kami konfirmasi secara tertulis adalah tingkat kebersihan spesifik, metode inspeksi, dan dokumentasi yang dikirim bersama setiap unit, dan kami merekomendasikan pelanggan dengan persyaratan QA internal yang ketat untuk menyatakan tingkat yang dibutuhkan dan format dokumentasi mereka langsung pada pesanan pembelian.

Penerapan CGA G-4.1 dan ASTM G93 di Berbagai Industri

Di Asia Tenggara, pembangkit oksigen PSA dan VPSA skala kecil merupakan sumber pertanyaan yang berulang. Integrator pabrik di Vietnam, Indonesia, dan Filipina sering kali menentukan meteran massa termal atau meteran pusaran pada jalur keluaran produk secara khusus karena hal itu menghindari masalah bantalan yang dilumasi yang muncul dengan meteran turbin.

Pelanggan di Timur Tengah sebagian besar menanyakan hal ini terkait pembakaran yang diperkaya oksigen dalam pengolahan kaca dan logam, di mana pengayaan tetap di bawah ambang batas 23,5% pada beberapa lini tetapi melampauinya pada lini lain di pabrik yang sama, sehingga setiap lini memerlukan tinjauan tersendiri dan bukan jawaban umum.

Rumah sakit di Australia dan Selandia Baru secara rutin mengukur pemantauan aliran pasokan oksigen sentral berdasarkan standar CGA G-4.1, karena NFPA 99 dan kode gas medis regional serupa mengharapkannya, meskipun insinyur sistem gas fasilitas itu sendiri yang menetapkan persyaratan dokumentasi akhir, bukan pemasok meteran.

Pabrik baja Amerika Selatan yang menggunakan jalur pemotongan atau penusukan oxy-fuel biasanya merupakan kelompok yang paling sensitif terhadap biaya dalam daftar ini, dan mereka cenderung secara khusus menanyakan apakah meter turbin berbiaya lebih rendah dapat dikualifikasi ulang untuk oksigen daripada memesan unit termal atau vortex yang dibersihkan khusus.

Studi Kasus

Sebuah perusahaan integrator peralatan gas di Vietnam yang memasok generator oksigen PSA kecil meminta kami untuk memberikan penawaran untuk meter massa termal SRK-100 yang dibersihkan sesuai standar CGA G-4.1 untuk saluran keluar pabrik berkapasitas 50 Nm³/jam. Insinyur yang menentukan spesifikasi tersebut mewarisi instalasi meter turbin yang gagal dalam audit internal karena gemuk bantalan tidak berperingkat oksigen. Kami cukup sering mendengar tentang kegagalan audit serupa pada meter yang dilumasi, biasanya setelah pergantian operator pabrik atau setelah insiden di tempat lain di wilayah tersebut, yang merupakan salah satu alasan mengapa desain termal dan pusaran terus muncul dalam permintaan ini.