Egy PTFE köpeny-csöves hőcserélő működik, és kis, belső csőszivárgás gyanúja merül fel. A hagyományos megközelítés a folyamat leállítása, az egység leürítése és nyomáspróba végrehajtása. De egy érzékeny, kézi hőkamera, amely a fémhéj külső oldalára irányul, gyakran látja a szivárgás láthatatlan, hőszellemét, miközben a hőcserélő még működik. A cső belsejében lévő tűlyukból kilépő hideg folyadék lokalizált, abnormálisan hideg foltot hoz létre a külső héj falán, árulkodó hűvös foltot az egyébként egyenletes meleg tengerben.

Hogyan tárja fel a hőképalkotás a rejtett csőszivárgást

A mögöttes elvhőképes szivárgásérzékelő PTFE hőcserélőa diagnózis egyértelmű. Egy tipikus héj-cső hőcserélőben két folyadékot a csőfalak választanak el egymástól. A cső oldala szállítja az egyik folyadékot (gyakran a melegebb vagy hidegebb folyamatáramot), a héj oldala pedig a másik folyadékot. A külső héjfelület általában sima, viszonylag egyenletes hőmérsékleti profilt mutat, kisebb eltérésekkel a terelőlemezek helyzete, a bemeneti/kimeneti fúvókák és a természetes konvekció miatt.

Ha egyetlen PTFE csőben lyuk szivárgás vagy repedés alakul ki, a cső belsejében lévő folyadék a héj oldalára távozik. Ha a csőoldali folyadék nagyobb nyomáson van (ami általános a héjoldali szennyeződés elkerülése érdekében), a szivárgó folyadék kiáramlik a lyukból, és a szomszédos csövekbe vagy közvetlenül a héj belső falába ütközik. Ennek a lokalizált folyadékáramnak a hőmérséklete eltér a héjoldali folyadékétól. A hőmérséklet-különbség a folyamattól függően akár 2-5 fok, vagy akár 20-30 fok is lehet.

A fém héjfal nagyon hatékonyan vezeti a hőt. Az a terület, ahol a szivárgó folyadék megérinti a héj belső felületét, gyorsan a szivárgó folyadék hőmérsékletéhez közeli hőmérsékletet vesz fel. Kívülről egy érzékeny hőkamera (más néven infravörös vagy infravörös kamera) érzékeli ezt.lokalizált, tartós hideg folt(vagy forró pont, ha a szivárgó folyadék melegebb, mint a héjoldali folyadék). A folt jellemzően kicsi, -mindössze néhány centiméter átmérőjű-, és pontos helye annak a pontnak felel meg, ahol a sugár a héj belsejébe ütközik.

A Thermal Scan végrehajtása: Lépésről lépésre terepi eljárás

A hőképalkotás egy non-invazív, gyors technika, amely akkor is végrehajtható, amikor a hőcserélő teljes mértékben üzemel, anélkül, hogy bármilyen folyadékot leeresztene vagy a rendszer nyomása csökkenne. A következő eljárás javasolt:

1. Készítse elő a hőcserélő felületét

A külső héjfelületnek tisztának, száraznak és szigeteléstől mentesnek kell lennie (legalábbis a szkennelendő területen). A szigetelés ideiglenesen eltávolítható egy szalagról vagy egy kis ablakról. Bármilyen szennyeződés, olaj vagy víz a héj felületén hamis hővisszaverődést okozhat, vagy elfedheti a valódi hőmérsékletet. Elegendő egy száraz ruhával való gyors áttörlés.

2. Válassza ki a megfelelő hőkamerát

Legfeljebb 0,05 fokos (50 mK) hőérzékenységű (NETD) nagyfelbontású hőkamera ajánlott. Az olcsóbb kamerák (pl. 0,10 fokos érzékenység) továbbra is észlelhetnek nagyobb szivárgást, de figyelmen kívül hagyják a finom hőmérséklet-különbségeket. A kamerának a hőcserélő méretének megfelelő látómezővel kell rendelkeznie; szabványos 24 fokos lencse a legtöbb héjátmérőhöz (300-1000 mm) megfelelő. Az emissziós tényezőt 0,95-re kell beállítani festett vagy enyhén rozsdás szénacél esetén, vagy 0,85-re fényes rozsdamentes acél esetén.

3. Szkennelje be a teljes héj külsejét

A kezelő biztonságos távolságban áll, és lassan pásztázza a kamerát a héj hosszában, lehetőség szerint a teljes kerületet lefedve. Többszöri áthaladást végeznek, a terelőlemez bevágások és csőlapok közelében lévő területekre összpontosítva, mivel a szivárgó fúvókák gyakran ezeken a helyeken ütköznek. A szkennelés 5-10 percet vesz igénybe egy tipikus 3 méter hosszú hőcserélő esetében.

4. A lokalizált termikus anomáliák azonosítása

Egy normálisan működő, egészséges hőcserélőn a külső héj hőmérséklete fokozatos gradiensként-hűvösebbnek tűnik a hűtőfolyadék bemeneténél, és melegebb a kimenet közelében. A cső szivárgása aéles, lokalizált, körkörös vagy ovális hideg foltamely nem követi a természetes gradienst. A folt jellemzően a következőket tartalmazza:

Olyan hőmérséklet, amely 1–5 fokkal (vagy többel) különbözik a környező héj hőmérsékletétől, ugyanazon axiális helyzetben.

Jól meghatározott határvonal, gyakran a köztes hőmérséklet koncentrikus "halo"-jával.

Rögzített pozíció, amely nem mozdul el, amikor a folyamatfolyamatok megváltoznak (ellentétben az ideiglenes turbulencia hatásokkal).

A hőkamera látja a rejtett szivárgás kísérteties, hideg jelzését, amely sötét, hűvös zúzódásként van festve az acélhéj meleg bőrén.

5. Dokumentálja és hasonlítsa össze

A hőkép mentésre kerül. Ha gyaníthatóan kihűlt foltot találnak, annak helyét krétával vagy tartós jelölővel jelölik a kagylón. Ugyanazt a helyet 15–30 perccel később újra beolvassa. Ha a hideg folt továbbra is fennáll, és ugyanazon a helyen marad, a diagnózis megerősödik. Az átmeneti termikus anomáliák (pl. egy áthaladó gőzbuborék vagy helyi huzat miatt) gyorsan eltűnnek.

6. Erősítse meg célzott nyomásteszttel

A hőképalkotás aszűréseszköz. Nem helyettesíti a nyomáspróbát. A feltételezett szivárgás pontos helyét azonban megadja. Az ütemezett leállítás során a héjat leeresztik, a gyanús területet feljegyzik, és a megfelelő csöv(ek)et külön-külön nyomáspróbálják (pl. az egyik végét bedugják és levegővel nyomás alá helyezik, miközben vízbe merítik, vagy szappanos oldattal). A hőkép közvetlenül a szivárgó csőhöz vagy legalább a csövek egy kis csoportjához vezeti a technikust, így órákat takarít meg a vakteszttől.

Mikor működik a legjobban a hőképalkotás?

A technika nem univerzálisan alkalmazható. A következő feltételek mellett működik a legjobban:

Jelentős hőmérséklet-különbség a csőoldali és a héjoldali folyadékok között. A difference of at least 5°C (preferably >10 fok) tiszta termikus kontrasztot hoz létre. Ha mindkét folyadék közel azonos hőmérsékletű, a szivárgás hőjelzése láthatatlan.

Csőoldali folyadék nagyobb nyomáson.Ez biztosítja, hogy a szivárgó folyadék elegendő sebességgel áradjon ki ahhoz, hogy elérje a héj falát. Ha a héj oldala nagyobb nyomáson van, a szivárgás befelé történik (a héj folyadék a csőbe), és a hőjelzés a csőlap felületén lehet, nem pedig a héj külső részén.

Tiszta, szigeteletlen héjfelület.A szigetelés hőtakaróként működik, kisimítja a helyi hőmérséklet-különbségeket. A szigetelést el kell távolítani egy szalagról. Néhány vékony, kis sűrűségű szigetelőanyag (pl. ásványgyapot) azonban elegendő hővezetést tesz lehetővé a felület felé a nagy szivárgások észleléséhez.

Állandósult állapotú működés.A hőcserélőnek legalább 30 percig normál működési körülmények között kell lennie a szkennelés előtt. Az indítási tranziensek sok termikus anomáliát okoznak, amelyek összetéveszthetők szivárgással.

Gyakorlati példák és korlátozások

1. példa: Forró sóoldat hűtése hűtővízzel

A PTFE hőcserélő hűti a forró sóoldatot (85 fok) a cső oldalán, hűtővízzel (25 fok) a héj oldalán. Egy csőben szivárgás alakul ki. A 25 fokos hűtővíz a 85 fokos sóoldatba szivárog, de a szivárgás iránya befelé van (héjtól csőig). A héj külső része megemelt hőmérsékleten marad, mivel a hűtővíz nem ütközik a héj falába. A héj külső hőképezése megtörténnenemészleli ezt a szivárgást, mert a szivárgó folyadék nem érinti a héjat. Ehelyett a kezelőnek át kell szkennelnie a csőlap felületét vagy a cső oldalához csatlakoztatott csöveket. Ez rávilágít az áramlási irány és a nyomáskülönbség megértésének fontosságára.

2. példa: Kondenzátor hideg csőoldallal

A PTFE hőcserélő forró gőzt (120 fok) kondenzál a héj oldalán, hideg hűtővizet (30 fok) a cső oldalán magasabb nyomáson. Egy cső szivárog, és a lyukon hideg víz ömlik ki, és a héj belsejébe ütközik. A héj külső felületén jól látható, tartósan hideg folt látható, 5 fokkal a környező héj hőmérséklete alatt. Ez egy tökéletes alkalmazás a hőképalkotáshoz.

3. példa: Kis szivárgás, nagy hőcserélő

Egy nagyon kis szivárgás (pl. 0,5 mm-nél kisebb lyuk) csak kis áramlási sebességet eredményezhet. Előfordulhat, hogy a sugár nem éri el a héj falát; ehelyett magával ragadhatja a héj oldali áramlását, és az ütközés előtt elpárolog vagy keveredik. Ilyen esetekben a héjon nem jelenik meg kimutatható termikus anomália. A technikának van érzékenységi határa; nagyon kis szivárgások esetén is szükség lehet a hagyományos nyomáspróbára az észleléshez.

Előnyök a hagyományos módszerekkel szemben

Azon üzemek esetében, amelyek már rendelkeznek hőkamerával (elektromos ellenőrzésekhez, tűzálló felmérésekhez vagy egyéb előrejelző karbantartásokhoz használják), a szivárgásészlelésre való használat többletköltsége nulla. A szükségtelen leállások elkerülésével-vagy a célzott javítás miatti leállások időtartamának drasztikus csökkentésével megtakarított idő-gyorsan indokolja a befektetést.

Bevált gyakorlatok és gyakori buktatók

Ne hagyatkozzon egyetlen vizsgálatra.A környező szél, a napsugárzás és a közeli forró felületek hamis hidegfoltokat okozhatnak. Szkenneljen a nap különböző szakaszaiban vagy különböző szögekből.

Azonnal jelölje meg a gyanús helyet.Használjon nem állandó jelölőt a héjon. A korreláció érdekében készítsen egy látható fényű fényképet a hőkép mellett.

Tekintsük a terelőlap geometriáját.A szivárgó fúvókák gyakran ütköznek a héjba közvetlenül a terelőlemez vágásával szemben, mivel az áramlási út a terelőlemez széle körül van kényszerítve. Ezekre a területekre fordítson különös figyelmet.

Használjon hőmérséklet-különbség elemzést.Sok hőkamera képes megjeleníteni a referenciapont és a gyanús hely közötti hőmérséklet-különbséget. A 2 fokos vagy nagyobb eltérés, amely időben stabil, erős mutató.

Összefüggés a folyamatadatokkal.A héjoldali vezetőképesség lassú emelkedése, a csőoldali nyomás csökkenése vagy a kimeneti hőmérséklet változása alátámaszthatja a hőképalkotás eredményét.

Következtetés: A láthatatlan hő látása

A hőképalkotás egy hatékony, nem invazív és prediktív diagnosztikai eszköz, amely kívülről észleli a PTFE hőcserélő belső szivárgását, miközben a folyamat még fut. A héj falának ütköző szivárgó folyadéksugár által okozott jellegzetes hidegpont azonosításával egy szakképzett kezelő meg tudja határozni a hozzávetőleges figyelmet igénylő csövet vagy csőterületet. Ez az információ egy célzott, alacsony állásidővel járó javításhoz vezet a tervezett leállás során, nem pedig egy vak, időigényes kereséshez. A legerősebb diagnosztikai szemek azok, amelyek látják a láthatatlan hőt. Az agresszív vegyi vagy geotermikus szolgáltatásban részt vevő PTFE-hőcserélőkért felelős karbantartó csapatok számára a hőképalkotás hozzáadása a hibaelhárítási eszközkészlethez a rejtélyes, fokozatos teljesítménycsökkenést a rejtett hiba látható, használható hőtérképévé alakítja.