ASTM D5454-11 Standardtestmetod för vattenånghalt i gasformiga bränslen med elektroniska fuktanalysatorer

Standarden ”ASTM D5454-11 Standardtestmetod för vattenånghalt i gasformiga bränslen med elektroniska fuktanalysatorer” som utvecklats av American Society for Testing and Materials (ASTM) beskriver en testmetod för att bestämma vattenånghalten i gasformiga bränslen med hjälp av elektroniska fuktanalysatorer. Sådana analysatorer använder vanligtvis sensorer baserade på fosforpentoxid-, aluminiumoxid- eller kiselsensorer, piezoelektriska celler och laserbaserade tekniker.

För denna standards syften gäller följande termer och definitioner:

• Kapacitanscellen använder aluminium belagd med aluminiumoxid som en del av kondensatorn. Den dielektriska aluminiumoxidfilmen ändrar kondensatorns kapacitans beroende på den närvarande vattenångan. Till skillnad från fosforpentoxidceller är denna typ icke-linjär i sitt svar. Om kisel används istället för aluminium erbjuder kiselcellen förbättrad stabilitet och mycket snabb respons.
• Den elektrolytiska cellen består av två ädelmetallelektrodtrådar belagda med fosforpentoxid. En förspänning appliceras på elektroderna och vattenångan reagerar kemiskt, vilket producerar en ström mellan elektroderna som är proportionell mot den närvarande vattenångan.
• Piezoelektrisk cell, sensorn består av ett par elektroder som stöder en kvartskristalltransduktor. När spänning appliceras på sensorn uppstår en mycket stabil oscillation. Sensorns ytor är belagda med en hygroskopisk polymer. Allt eftersom mängden fukt som adsorberas på polymeren förändras, sker en proportionell förändring i oscillationsfrekvensen.
• Lasercellen består av en provcell med ett optiskt huvud fäst i ena änden och en spegel fäst i den andra änden. Det optiska huvudet innehåller en NIR-laser som avger ljus med en våglängd som är känd för att absorberas av vattenmolekyler. En detektor som är känslig för NIR-våglängdsljus är monterad bredvid lasern. Ljus från lasern passerar genom den bortre änden och återvänder till detektorn i det optiska huvudet. En del av det utsända ljuset absorberas, i proportion till de närvarande vattenmolekylerna, när ljuset passerar genom provcellen och återvänder till detektorn.
• Vattenhalten är vanligtvis daggpunkten vid atmosfärstryck och mäts i grader F eller C eller pund/miljon standardkubikfot, uttrycks i termer av . Den senare termen används i denna testmetod eftersom det är den vanliga avläsningsenheten för elektroniska analysatorer. Ett pund per miljon standardkubikfot motsvarar 21,1 ppm eller 16,1 mgm/m3 vattenånga per volym. Analysatorer måste täcka ett intervall från 0,1 till 50 pund per miljon standardkubikfot.
• Vattnets daggpunkt är den temperatur vid vilken flytande vatten börjar kondensera från befintlig vattenånga (vid ett specificerat tryck). Diagram över daggpunkter kontra tryck och vattenhalt ingår i standarden ”ASTM D1142-95 Standardtestmetod för vattenånghalt i gasformiga bränslen genom mätning av daggpunktstemperatur”.

Vattenhalten i bränslegas är den viktigaste faktorn som påverkar inre korrosion. Hydrater, en halvfast blandning av kolväten och vatten, bildas under gynnsamma förhållanden och orsakar allvarliga driftsproblem. Bränslets värmevärde minskar med vattenkoncentrationen. Av denna anledning mäts vattenkoncentrationsnivåer ofta i naturgassystem. En vanlig rörledningsspecifikation är 4 till 7 pund per miljon standardkubikfot. Denna testmetod beskriver mätning av vattenånghalt med direktavläsande elektronisk instrumentering.

Fuktighetsanalysatorn är en anordning som bestämmer fukthalten genom torkningsmetoden och består av en vägnings- och halogenvärmeenhet. Den är lämplig för kvalitetskontroll och produktionsbehov inom livsmedels-, läkemedels-, kemi- och andra industrier.

I allmänhet innehåller kontrakt som reglerar rörledningsöverföring av naturgas specifikationer som begränsar den maximalt tillåtna vattenångkoncentrationen. Överdriven vattenånga kan orsaka korrosiva förhållanden och skada rörledningar och utrustning. Det kan också kondensera och frysa eller bilda metanhydrater och orsaka blockeringar. Vattenånghalten påverkar också naturgasens värmevärde och påverkar därmed gasens kvalitet. Denna testmetod gör det möjligt att bestämma vattenhalten i naturgas.

Om ett acceptabelt diagram som visar variationen av vattenånghalten med mättnads- eller vattendaggpunktstemperaturer över ett lämpligt tryckområde finns tillgängligt för den gas som testas, kan vattenånghalten beräknas direkt med hjälp av den observerade vattendaggpunktstemperaturen och det tryck vid vilket bestämningen görs.

Bland de många test-, mät-, analys- och utvärderingsstudier som vår organisation har tillhandahållit för företag inom olika sektorer, tillhandahåller den även testtjänster som definieras i standarden "ASTM D5454-11 Standardtestmetod för vattenånginnehåll i gasformiga bränslen med elektroniska fuktanalysatorer" med sin utbildade och expertpersonal och avancerade tekniska utrustning.