Наладка системы измерения pH
О Т Ч Е Т
о выполнении заданий по производственной практике
ОАО «Монди СЛПК» входит в состав компании Mondi – крупной международной группы по производству упаковки и бумаги и относится к подразделению Mondi Uncoated Fine Paper (Немелованные высококачественные бумаги Группы Монди). Сыктывкарский комбинат является одним из лидеров целлюлозно-бумажной промышленности России.
Численность персонала: около 7000 чел.
Основные виды деятельности: ОАО «Монди Сыктывкарский ЛПК» специализируется на выпуске офисной, офсетной, газетной бумаги, картона, ведет лесозаготовительную деятельность
Используемые породы деревьев: ель, сосна, пихта, осина, берёза
Источники древесины: основной объем - Республика Коми, также – Архангельская и Кировская области
Объем потребления древесины в год: около 3 млн. кбм.
Продукция: Офисная, офсетная, газетная бумага, картон для плоских слоев гофрированного картона «топ-лайнер»
Среднегодовой объем продукции: более 900 тысяч тонн готовой продукции в год.
Рынки сбыта: около 40 процентов рынка офисной и офсетной бумаги в России и СНГ.
Компания располагает одной картоноделательной и тремя бумагоделательными машинами. На комбинате есть также древесно-подготовительное производство, целлюлозный завод, ТЭЦ и комплекс очистных сооружений. Вся цепочка поставок древесины на Монди СЛПК полностью интегрирована и включает выращивание лесов, лесозаготовку, строительство дорог, вывозку древесины и лесоуправление.
В 2010 году компания реализовала проект модернизации STEP - крупнейший инвестиционный проект в целлюлозно-бумажной промышленности России за последние 30 лет. Результатами проекта STEP стали модернизация технологий, повышение уровня безопасности и экологичности предприятия, улучшение качества и конкурентоспособности продукции, увеличение общей эффективности.
Компания уделяет большое внимание охране окружающей среды, ежегодно реализуя различные экологически направленные мероприятия. Cотрудничая со Всемирным фондом дикой природы в России и Коми региональным некоммерческим фондом «Серебряная тайга», Монди СЛПК подает пример в сфере сохранения лесов высокой природоохранной ценности в Республике Коми. Лесная арендная база компании (2,1 млн. га) на 100 процентов сертифицирована в соответствии со стандартами FSC (FSC-C119916). Кроме предусмотренных лесоустройством 12 процентов сохраняемых лесных участков Монди СЛПК добровольно поддерживает режим строгой охраны лесов еще на 13 процентах территории.
В ходе прохождения производственной практики мною были изучены несколько видов приборов и особого оборудования.
PH - метр
pH-метр - прибор для измерения водородного показателя (показателя pH), характеризующего активность ионов водорода в растворах, воде, пищевой продукции и сырьё, объектах окружающей среды и производственных системах непрерывного контроля технологических процессов, в том числе в агрессивных средах. В частности, pH-метр применяется для аппаратного мониторинга pH растворов разделения урана и плутония, где требования к корректности показаний аппаратуры без её калибровки чрезвычайно высоки.
Концентрация растворов. В pH-метрии используются химические растворы, в том числе и буферные, которые могут иметь различное выражение концентрации.
Буферные растворы обладают стабильностью числа pH при разбавлении их водой, а также дроблении некоторого количества свободной кислоты или щелочи.
Концентрацией раствора называется количества вещества в единице объема или массе растворителя.
Методы измерения pH
существует несколько методов измерения pH, основными из которых являются колориметрические и электрометрические.
Колориметрические методы основаны на свойствах некоторых веществ, называемых индикаторами, изменять свой цвет в зависимости от значения pH раствора. Например, при помощи бумажных индикаторов можно легко и быстро определить примерное значение pH.
Электрометрические методы изменения основы на электрическом электродном эффекте водородных ионах. Они дают высокую точность измерения pH и позволяют получить непрерывность измерений. Электрических методов два: кондуктометрический и гальванический.
кондуктометрический метод, основанный на определении электропроводимости раствора сильных кислот и щелочей с последующим расчетом значения pH, применяется довольно редко.
Гальванический метод основан на измерении разности потенциалов электродных систем избирательного действия, ЭДС которых зависит от активности концентрации ионов водорода в растворе.
В практике промышленного измерения значения pH по гальванический методу наибольшее распространение получили электродные системы, состоящие из стеклянного измерительного электрода и хлорсеребряного или каломельного электрода сравнения.
Гальванометрический метод измерения pH - основан на измерении электродвижущей силы гальванического элемента. Этот метод измерения получил наибольшее применение в промышленности.
Гальванический элемент предоставляет собой систему проводников первого рода (электроды) и проводников второго рода(растворы электролитов), находящихся в контакте. В качестве электролита при измерении pH используется анализируемый раствор.
Электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента складывается из отдельных ЭДС, возникающих в месте контакта проводников первого и второго рода (электрод-раствор, электролита)и проводников второго рода (растворы электролитов).Последняя носит название диффузионного потенциала.
При погружении в анализируемый раствор измерительного электрода на его наружной поверхности появляется потенциал Ех, который является мерой активности ионов водорода.
Изменить значение Ех непосредственно нельзя, так как в этом случае между проводником прибора и раствором возникает ЭДС. Поэтому для снятия потенциала Ех применяют еще один электрод, так называемый вспомогательный (электрод сравнения).
Схема работы электродной системы показана на рисунке ниже.
Электродвижущая сила системы:
Е = Ек + Евн + Евсп + Ех.
Стеклянные электроды
Нормативно-технические документы Госстандарта СССР дают определения терминов, относящийся к pH-метрии.
1 - стеклянный электрод. 2- электролитический ключ. 3 - контактный электрод. 4 - вспомогательный электрод сравнения.
Стеклянный электрод- электрод, предназначенный для преобразования значения активности ионов водорода (значение pH) в значении электродвижущей силы.
Электрод вспомогательный - электрод, предназначенный для создания опорного потенциала при работе в паре со стеклянным или другим индикатором при потенциометрических измерениях.
Чувствительный элемент для измерения pH- устройство, состоящие из стеклянного и вспомогательного электродов, объединенных арматурой, в котором под воздействием анализируемой среды возникает ЭДС, пропорциональная активности водородных ионов.
В качестве измерительных электродов pH применяют стеклянные водородные и сурьмяные электроды.
Водородный электрод получают при насыщении платиновой черни чистым водородом. При измерениях часть электрода, насыщенная водородом, должна непрерывно омываться потоком водорода извне. Если соблюдать осторожность при работе и применять чистый водород, то в растворах, не содержащих веществ, легко адсорбируемых платиной или окисляющих водородов, можно получить очень точные значения pH.
Промышленная эксплуатация этих электродов вызывает определенные трудности.
Сурьмяный электрод применим для измерения в суспензиях и коллоидных системах,
в концентрированных растворах солей металлов с более отрицательным стандартным потенциалом, чем у сурьмы (присутствие солей Bi,Pb,Sn и других искажает результаты). Окислители-восстановители искажают результаты измерений, и в их присутствии определении pH сурьмянам электродом ненадежно.
Благодаря простоте устройства и механической прочности сурьмяный электрод иногда находит применение при производственных измерениях, хотя точность измерения не всегда достаточна.
Наиболее широкое распространение в промышленности получил стеклянный электрод. С его помощью можно производить измерения в растворах, содержащих сильные окислители и восстановители, и т.е. там, где невозможно использовать водородный и другие электроды.
Для изготовления стеклянных электродов используют специальный вид стекла- так называемое электродное стекло. Свойства электродного стекла были определены экспериментально в начале XX в., а в дальнейшем была разработана теория стеклянного электрода.
Наладка системы измерения pH
Как указывалось выше, система pH состоит из чувствительного элемента, высокоомного преобразователя, измерительного прибора (самопишущего потенциометра) и каналов связи между ними.
При наладке смонтированной системы измерения pH в первую очередь определяется пригодность систем измерения pH к эксплуатации, уточняются условия, обеспечивающие их работоспособность, корректируется схемы монтажа чувствительных элементов и т.п.
Исходя из данных паспортов для технических средств, следует оценить пригодность полученных средств автоматизации в соответствии со свойствами и параметрами рабочих сред технологичного процесса.
Для pH-метров определяющие параметры является температура анализируемой среды, ее агрессивность и давление в месте установки чувствительных элементов.
Кроме того, большое значение для работоспособности pH-метра имеют наличие взвешенных частиц в анализируемой среде, ее мутность, вязкость, способность кристаллизироваться.
Во всех случаях на электродах не должны образовываться осадок или пленка, вызывающие неправильные показания pH-метра.
Координата pHи электродов должна находиться, возможно, ближе к середине диапазона измерения для уменьшения погрешности показания pH-метра при измерении температуры анализируемой среды.
При отсутствии сомнений в правильности применения смонтированных технических средств им присваивается соответствующая позиция по проекту и производится запись в журнале комплектации.
Целесообразно также проверить длины коаксиальных кабелей, предусмотренные проектом, на соответствии максимально допускаемой длине исходя из условий взрывобезопасности, как было показано выше.
До начала наладочных работ следует проверить правильность монтажа всей системы. Особое внимание нужно обратить на монтаж чувствительных элементов.
Перед началом работы на рабочих средах необходимо проверить правильность функционирования всей системы измерения pH. Эта проверка может производиться с использованием имитаторов или стандартных буферных растворов.
ВЫВОД
За время практики принимал участие в настройке и калибровке приборов.
Самостоятельно осуществлял настройку и калибровку приборов.
Мной были изучены инструкции и методики приборов. Выполнял самостоятельно настройку манометров, pH-метров, датчики: давления, расхода, температуры, уровня, ремонт сушильных шкафов.
В ходе освоения программы производственной практики получил практический опыт ремонта, сборки, регулировки, юстировки контрольно- измерительных приборов и систем автоматики; выполнения электромонтажных работ
Научился читать и составлять схемы соединений средней сложности. Осуществлять их монтаж. Выполнять защитную смазку деталей и окраску приборов. Определять твердость металла тарированными напильниками. Выполнять термообработку малоответственных деталей с последующей их доводкой. Определять причины и устранять неисправности приборов средней сложности. Проводить испытания отремонтированных контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИП и А). Осуществлять сдачу после ремонта и испытаний КИП и А. Выявлять неисправности приборов. Использовать необходимые инструменты и приспособления при выполнении ремонтных работ. Устанавливать сужающие устройства, уравнительные и разделительные сосуды. Применять техническую документацию при испытаниях и сдаче отдельных приборов, механизмов и аппаратов. Применять необходимые материалы, инструмент, оборудование. Применять нормы и правила электробезопасности.
Кроме этого, в ходе практики изучил виды, основные методы, технологию измерений. Средства измерений. Классификацию, принцип действия измерительных преобразователей. Классификацию и назначение чувствительных элементов. Структуру средств измерений. Назначение и принцип действия контрольно - измерительных приборов и аппаратов средней сложности. Основные этапы ремонтных работ. Способы и средства выполнения ремонтных работ. Виды и свойства антикоррозионных масел, смазок, красок; методы и средства испытаний. Технические документы на испытание и сдачу приборов, механизмов и аппаратов. Требования безопасности труда в организациях. Нормы и правила электробезопасности. Меры и средства защиты от поражения электрическим током.