1、w- AFNL NF X20-252 82 E LO12372 0380973 _ 9T4 ANALYSE DES GAZ NF MAE FRANCAISE ORGANES DE PRLVEMENT ET DE TRANSFERT X 20 = 25 1 Dcembre 1982 ENREGISTRE DES GAZ DESTINS ALIMENTER e UNE UNIT ANALYTIQUE IS0 6712 (D m Oi; h !2 A VANT-PROPOS = 9 I du mme objet. r(D L U a La prsente norme est en conformit
2、 technique avec la norme internationale IS0 6772 qui traite Seules quelques modifications de forme ont t apportes et une prcision dordre pratique relative la capacit absorber leau de chaque compos utilis dans les dessiccateurs chimiques (para- graphe 2.4.2.7) a t ajoute. I v) I- z 8 SOMMAI RE 1 Obje
3、t et domaine dapplication . 2 P Q) P 2 Ligne de prlevement 3 E. 2.1 Caractristiques gnrales exiges dune ligne de prlvement 3 2.2 Prise de gaz 3 i! 2.4 Traitement du gaz . 6 C 3 Ligne de transfert . 7 3.1 Caractristiques des matriaux . 8 3.2 3.3 Prparation du transfert de gaz . 9 O N Q) ex o) o . . !
4、 2.3 Rcipients de conservation de lchantillon 4 3 2.5 Ligne de transport - Pompe 7 J f w I w e O I- Caractristiques des lments constitutifs de la ligne de transfert 8 8 c 9) Q) U Annexe A - Prises de gaz . 17 Annexe B - Rcipients de conservation des gaz 19 Annexe C - Dtermination du diamtre optimal
5、dune canalisation en vue de lobtention dun temps de rponse minimal 1 t: 5 E as .J 20 Annexe D - Cantrle dtanchit . 22 i tl I L J $ Enregistre par dbcision du 1982-1 1-30 le 1982-7 2-30 0 afnor 1982 Droits de reproduction pour tous pays La prsente norme remplace le fascicule de documentation pour pre
6、ndre effet de mme indice publi en mai 1977. et de traduction rserv6s J. BRARD - Esches 60110 MBN NF X20-251 1“Tirage 82-12 Analysis of gases - Devices for the sampling of gases and their transfer to an analytical unit e .AFN1 NF X20-251 82 1012372 0380974 830 NF X 20-251 -2- 1 OBJET ET DOMAINE DAPPL
7、ICATION La prsente norme dfinit les exigences techniques applicables aux organes de prlvement et de transfert des gaz destins alimenter une unit analytique. Toute unit analytique fournit les indications relatives des quantits reprsentatives dtermines de gaz analyser (chantillons). Lchantillon est -
8、analys in situ au sein mme du systme industriel ou naturel tudi, ou encore - transfr du systme dans la cellule danalyse, soit directement par lintermdiaire de circuits, soit aprs conservation dans une bouteille ou une enceinte. Dans les deux derniers cas considrs o il y a transfert du gaz, les organ
9、es et les circuits doivent assurer les fonctions suivantes : a) Traitement des gaz prlevs de faon liminer certains facteurs dinfluence chimique ou physique sur lanalyse et certains facteurs susceptibles de nuire au fonctionnement et lentretien de lanalyseur et de ses organes annexes. Cette fonction
10、est obtenue sur la ligne de prlvement. Par convention, on considre que la bouteille ou lenceinte dans laquelle lchantillon de gaz est conserv fait partie de la ligne de prlvement. b) Conservation des chantillons ainsi obtenus et des mlanges de gaz pour talonnage jusqu lexcution de lanalyse en vitant
11、 les altrations susceptibles dinfluer de faon significative sur les indications. Cette fonction est obtenue sur la ligne de transfert. Entre les deux lignes se situe le point dchantillonnage partir duquel le fluide vhicul reprsentatif peut tre considr comme un chantillon convenable pour lunit analyt
12、ique. Gnralement, cest aussi lendroit o lon injecte les gaz pour talonnage destins lanalyseur. On peut donc schmatiquement reprsenter un circuit des gaz destins tre analyss (voir figure 1). Les actions appropries la transformation ou la conservation des gaz analyser concernent un ensemble de caractr
13、istiques des milieux analyser, des procds danalyse et des instruments. Le choix entre les caractristiques et proprits qui doivent tre transformes et celles qui doivent tre au contraire conserves est fonction de la connaissance de ces caractristiques par rapport chaque application. Note : Les termes
14、utiliss dans la prsente norme et en particulier dans la figure I sont dfinis dans la norme NF X 20-101 “Analyse des gaz - Vocabulaire“. Ligne de prlvement Traitement + Vers latmosphre analyser primaire des gaz secondaire des gaz * ! Point dchantillonnage et injection des gaz pour talonnage ! Unit an
15、alytique Ligne de transfert Figure 1 - Schma du circuit des gaz e dB - - - .AFN3 NF X20-253 82 W 3032372 0380775 777 W -3- NF X 20-261 2 LIGNE DE PRLVEMENT Du fait de lextrme diversit des problmes rsoudre, il nest pas possible de normaliser une seule ligne de prlvement; seule une association de nomb
16、reux lments permet de rsoudre ces problmes. Le prsent chapitre fournit des indications gnrales sur ces divers lments. 2.1 2.1 .I Lune des difficults rside en gnral dans la disproportion entre le dbit prlev (par exemple quelques centaines de litres par heure) et les dbits couramment rencontrs dans li
17、ndustrie (quelques dizaines de mllllerc de mtres cubes par heure), rapport le plus souvent compris entre 1 O-3 et 1 O-. Caractristiques gnrales exiges dune ligne de prlvement Reprsentativit de lchantillon prlev 2.1.2 Conservation de lchantillon II est ncessaire que la composition de lchantillon ne s
18、oit pas modifie de faon indtermine, entre le point de prlvement et la cellule danalyse. -4 Les phnomnes qui contribuent des variations de composition de lchantillon sont principalement les suivants : a) Addition de constituants : pollution du gaz par manque dtanchit du circuit (par exemple par diffu
19、sion 0 ou par diffrence de pression). - dans les liquides pouvant tre rencontrs tels que leau (ne serait-ce que leau de condensation), lhuile des pompes, etc. ; - sorption slective et rtention (par exemple le sulfure dhydrogne ou le dioxyde de soufre) par les enceintes et les surfaces des canalisati
20、ons, surtout si elles ne sont pas parfaitement propres, ou par des organes en polymres (joints, membranes, .) ; - action slective des composs chimiques volontairement placs comme absorbants dun compos bien dfini (en particulier desschants) ; - fixation par raction chimique (corrosion) ; - condensati
21、on. b) Perte de constituants : Des prcautions permettant de minimiser ou dliminer linfluence de ces phnomnes sont donnes en 2.1.3 et 2.1.4. 2.1.3 Les analyseurs exigent en gnral que le gaz fourni soit soigneusement prpar. La ligne de prlvement doit - dpoussir, - ventuellement dessch (si les conditio
22、ns de lanalyse et lanalyseur lexigent), - pression, dbit et temprature compris entre des limites fixes. Prparation de lchantillon en vue de lanalyse 0 donc fournir un gaz 2.1.4 Transport du gaz Lanalyseur accompagn de ses accessoires ne peut pas toujours tre plac au point OU lutilisateur dsire faire
23、 lanalyse. II importe donc que la ligne de prlvement permette le transport du gaz dans de bonnes conditions. Dans le cas dun circuit de prlvement, le temps de rponse un changement de composition de lchantillon doit tre aussi faible que possible. Dans le cas de lemploi denceintes pour transporter le
24、gaz, celles-ci doivent avoir toutes les qualits requises pour une bonne conservation du gaz. 2.2 Prise de gaz Alors que lunit analytique reoit un gaz dans un tat aussi favorable que possible, la prise de gaz est le premier lment de la ligne de prlvement qui soit soumis toutes les sujtions industriel
25、les de lendroit que lutilisateur dsire contrler. Le type de prise et son emplacement doivent tre judicieusement choisis en fonction des trois paramtres - conditions physiques (pression, temprature) et chimiques du milieu ambiant, en tenant compte en particulier suivants : _- des prcautions prendre s
26、ur le plan de la scurit; - NF X 20-251 AFNL NF X20-251 2 LOL2372 038077b 603 -4- - temps de rponse ; - reprsentativit du gaz prlev. II en rsulte que a) la prise doit le plus souvent participer au traitement de lchantillon et comporter, par exemple, - un ou plusieurs orifices de prlvement judicieusem
27、ent placs, - un ou plusieurs moyens de filtration, - un dispositif de recueil de condensats, - un dispositif de lavage ou dentranement des poussires ou agglomrats divers : injection deau, dair ou de vapeur, - parfois llment moteur : trompe vapeur ou eau, flacon de Mariotte, trompe de Sprengel, pompe
28、s diverses, - un dtendeur (le temps de rponse de la ligne est sensiblement proportionnel la pression qui y rgne), - un vaporisateur (destin transformer intgralement une phase liquide en phase gazeuse) avec contrle de temprature et mlangeur, et, dans ce cas, prise de gaz isocintique, - un dispositif
29、de rchauffage ou de refroidissement, - un support mcanique, - un dispositif de dilution de lchantillon par un gaz inerte, lorsque les constituants du mlange sont particulirement ractifs ; - de leur tenue aux conditions locales du point de prise (mtaux, plastiques, cramiques), - de leur absence de rt
30、ention et en gnral de leur passivit vis-vis du composant recherch (porosit, raction chimique, adsorption), - de leur facilit dentretien ou mme de leur remplacement (prix de revient), - de leur facilit dusinage et de raccordement sans fuite aux autres lments; - de la tenue mcanique (temprature, vibra
31、tions ou chocs), - du bon coulement de lchantillon, - des possibilits de ralisation et de la facilit de remplacement et dintervention, - des diffrentes normes de support de prise (brides, raccords). b) les matriaux sont choisis en fonction c) les formes dpendent Lannexe A donne quelques exemples de
32、prises de gaz. 2.3 Dans le cas O lchantillon ne peut pas tre directement transfr par circuit lanalyseur, on utilise des rcipients de conservation de lchantillon qui doivent permettre son transport au laboratoire. Ces rcipients doivent tre facilement maniables et ferms hermtiquement afin dviter les f
33、uites et la pollution. Les matriaux des vannes doivent tre le plus inerte possible vis-vis des gaz conserver (par exemple vannes entirement mtalliques, vannes pointeau en PTFE) (1 ). La conception et la forme des rcipients sont variables suivant leur usage : bouteilles, tubes, etc. Lannexe B donne q
34、uelques exemples de ces rcipients. La mthode dchantillonnage choisie dpend de la quantit de gaz disponible, de sa pression et dautres caractristiques qui peuvent affecter les constituants considrs. Si on peut disposer dune abondante quantit de gaz, il est recommand : - soit de balayer en continu le
35、rcipient avec le gaz chantillonner jusqu ce quon ait dplac le gaz existant au dpart, une quantit de gaz quivalente dix fois la quantit de gaz chantillonn tant gnralement cuff isante. - soit de faire une srie doprations de remplissage du rcipient avec le gaz chantillonner suivies chacune dune purge,
36、le nombre doprations tant fonction de la pression du gaz chantillonn. Rcipients de conservation de lchantillon ( 1) Polyttra fluoroth ylne. I - AFNL NF X20-251 2 W LOL2372 0380977 54T U -5- NF X 20-261 Lorsque la quantit de gaz est limite, on peut utiliser lune des techniques suivantes : a) La mthod
37、e de dplacement par un liquide. Ce liquide ne doit ragir ni avec le rcipient ni avec lchantillon ; on utilise, suivant le cas, ieau, leau acidule, une solution saline, du mercure ou un produit organique inerte (huile, phtalate de butyle .) ; b) Lemploi dun rcipient dans lequel on a pralablement fait
38、 le vide. Si la pression du gaz chantillonner est faible, on a recours lun des diffrents types daspirateurs ou de pompes existants. Considrations relatives la nature de lchantillon : a) Toxicit. b) Matires condensables 1) lorsque la concentration peut tre affecte par un effet de condensation d un ta
39、ux dchantillonnage 2) lorsque la concentration en certains composants ne fait pas lobjet de lanalyse mais peut affecter le c) Exclusions de loxygne de lair atmosphrique ou de la vapeur deau lorsque des traces doxygne peuvent affecter le constituant considr, par exemple sulfure dhydrogne, thiols, sil
40、ane. d) chantillonnage isocintique des systmes htrognes, par exemple arosols. 2.4 Traitement du gaz On distingue en gnral a) le traitement primaire qui doit donner au gaz des caractristiques permettant son transport dans de bonnes conditions dexploitation, et b) le traitement secondaire ou de finiti
41、on dont le but est de rendre le gaz conforme aux exigences des analyseurs. Le traitement comprend les fonctions : filtration et dshydratation. lev ou une variation de temprature; constituant considr, par exemple humidit avec le dioxyde de soufre. a 2.4.1 Filtration La filtration des gaz analyser a p
42、our but dliminer les particules solides et ventuellement liquides dont le transport dans lanalyseur prsenterait des inconvnients, par exemple : - dpts susceptibles dobstruer les conduites, les orifices, les capillaires, les membranes permables, etc., - dpts nuisant au fonctionnement physique de lana
43、lyseur : opacit vis-vis dun systme optique, modifi- cation de conductivit ou de champ vis-vis dun systme lectro-chimique, etc., - ractions chimiques dans un milieu liquide (ou autre) intervenant dans la cellule danalyse : lectrolyte, ractif colorimtrique, etc., - actions chimiques, physiques et mcan
44、iques sur les matriaux et le fonctionnement. La prsence de particules dans les gaz analyser tant tres frquente, lemploi de dispositifs darrt est trs courant. Les dispositifs darrt des particules comprennent principalement - des grilles, tamis ou crpines qui arrtent les particules de dimension relati
45、vement forte ( 25 pm) par effet mcanique; ces dispositifs sont forms par des tissus mtalliques, des feuilles perfores, des empilements de pices, des matriaux agglomrs ou fritts (voir figures 2 et 3) ; - des filtres forms de matriaux poreux de divers types fabriqus partir de mtaux, de cramiques, de f
46、ibres naturelles, artificielles ou synthtiques, etc. (voir figure 4) ; - divers dispositifs plus spcialiss : impacteurs, barboteurs, .laveurs, condenseurs, cyclones, etc. Lemploi de ces dispositifs, mme lorsquil est indispensable, prsente des inconvnients et servitudes : - sur le plan technologique
47、: les dispositifs peuvent se colmater ou se boucher, ce qui impose une surveillance (contrle de dbit ou de perte de charge) et un entretien. Ces phnomnes peuvent influer sur les rsultats danalyse. - Sur le plan analytique : les dispositifs de filtration et surtout les dpts des particules et les condensats peuvent ragir avec les composants des gaz analyser et fausser les analyses, Les prcautions prendre sont examiner en tant que cas despce. 0 AFNL NF X20-251 82 = LO12372 0380778 486 W
