W jaki sposób ultradźwiękowe mierniki grubości Inline są przystosowane do-monitorowania zużycia osłony PTFE w czasie rzeczywistym?

Nieszczelna grzałka PTFE zniszczy partię. Zespoły konserwacyjne często stosują-wymianę czasową lub kontrolę wizualną. Teraz czujnik ultradźwiękowy -nie-inwazyjny, przymocowany do zimnej strefy - może „zobaczyć” przez PTFE i dokładnie określić, jaka grubość ścianki pozostała - przy włączonym grzejniku. Sprawdzona technika monitorowania korozji rurociągów jest dostosowywana w celu zapewnienia inteligencji predykcyjnej w obszarze ogrzewania fluoropolimerów.

Prawdziwy problem ze zużyciem osłony
Grzałki zanurzeniowe wykonane z PTFE są cenione ze względu na ich obojętność chemiczną i-powłokę zapobiegającą przywieraniu. Jednak osłona PTFE, która osłania wewnętrzny drut oporowy, również z czasem ulega zużyciu. Ścianka może zostać pocieniona przez cząstki ścierne w płynie, atak chemiczny (głównie przez stopione metale alkaliczne lub niektóre związki fluorowane w wysokiej temperaturze) lub przez proste ścieranie w ciągu wielu lat użytkowania. Jeśli osłona stanie się zbyt cienka, może pęknąć lub spowodować powstanie dziury, umożliwiając przedostanie się płynu procesowego do czynnego elementu grzejnego. Prowadzi to do zwarcia doziemnego, potencjalnego zagrożenia bezpieczeństwa i nieplanowanego przestoju w produkcji.

Tradycyjnie rozwiązania konserwacyjne były reaktywne lub oparte na czasie. Operatorzy albo wymieniają grzejniki co dwa lata, niezależnie od ich stanu, albo czekają, aż zauważą problem. Żadna strategia nie jest najlepsza. Wczesna wymiana jest marnotrawstwem; późna wymiana grozi katastrofalną awarią.

Jak działa ultradźwiękowy monitoring grubości Inline
Od dawna wykonuje się ultradźwiękowe pomiary grubości rur metalowych i zbiorników ciśnieniowych. Sonda wysyła impuls dźwiękowy o wysokiej częstotliwości przez materiał. Impuls odbija się od tylnej ściany (powierzchni wewnętrznej), a czas-przelotu-przeliczany jest na odczyt grubości. Zastosowanie tej technologii w grzejnikach PTFE napotykało różne przeszkody, takie jak niska prędkość dźwięku PTFE, potrzeba spójnego połączenia akustycznego i zakrzywiona geometria osłony grzejnika.

Mała sonda ultradźwiękowa jest na stałe zamontowana w zimnej strefie grzejnika, nieogrzewanym obszarze nad linią cieczy. W tym miejscu utrzymuje się umiarkowaną temperaturę (często < 80 stopni C), co pozwala zachować przetwornik i sprzęgło. Sonda wysyła impulsy, które przechodzą przez warstwę PTFE. Echo odbija się od wewnętrznej powierzchni (interfejsu powietrze-PTFE w osłonie). Miernik mierzy pozostałą grubość ścianki, bardzo dokładnie mierząc echo.

PTFE ma niższą prędkość dźwięku niż metale, około 1350 m/s w porównaniu z 5900 m/s w przypadku stali. Dlatego też przyrząd należy skalibrować pod kątem PTFE. Podczas konfiguracji używany jest blok kalibracyjny o znanej grubości PTFE. Miernik mierzy grubość powłoki w sposób ciągły lub okresowy po kalibracji.

Łączenie przetwornika z teflonem
W przypadku transmisji ultradźwiękowej pomiędzy sondą a mierzonym materiałem musi istnieć akustycznie przezroczyste przejście. Szczeliny powietrzne zapobiegają praktycznie wszelkim dźwiękom. Wymaga to połączenia przetwornika z PTFE za pomocą specjalnego żelu lub trwale związanego stałego łącznika. Do stałego monitorowania online preferowany jest przetwornik połączony. Pomiędzy powierzchnią sondy a zimną strefą PTFE nakładana jest cienka powłoka kleju epoksydowego lub akustycznego. Zapewnia niezawodny, długotrwały most akustyczny, który nie wysycha ani nie wymaga konserwacji.

Limity danych i alarmów w czasie rzeczywistym
Ultradźwiękowy miernik grubości jest podłączony do małego przetwornika elektrycznego, który rejestruje dane w miarę upływu czasu. Urządzenie monitoruje ścieńczenie powłoki spowodowane zużyciem ściernym, atakiem chemicznym lub innymi mechanizmami degradacji. Gdy zmierzona grubość osiągnie-z góry określone minimum (np.. 70% pierwotnej grubości ściany), włącza się alert. Alarm może zostać przekazany do rozproszonego systemu sterowania (DCS) zakładu lub zgłoszony do pulpitu konserwacyjnego jako zlecenie naprawy.

Czujnik wychwytuje puls koszulki. Zamienia przejrzysty proces starzenia się w wymierny i możliwy do kontrolowania trend. Operatorzy nie muszą zgadywać, kiedy należy wymienić grzejnik; planują to w oparciu o rzeczywiste dane dotyczące zużycia.

Krytyczne zastosowania grzewcze: wartość
Najbardziej użytecznym zastosowaniem adaptacji ultradźwiękowego miernika grubości z systemem monitorowania zużycia płaszcza PTFE jest zastosowanie w przypadku ważnych grzejników, gdzie nieprzewidziana awaria może być kosztowna lub niebezpieczna. Oto kilka przykładów:

Półprzewodnikowe mokre ławki Grzejniki PTFE w ultra czystej wodzie lub kąpielach chemicznych Nieoczekiwany wyciek może zniszczyć kosztowne płytki lub narazić operatora na działanie niebezpiecznych substancji.

Przemysł farmaceutyczny i bioprzetwarzanie – podgrzewana woda-do-iniekcji (WFI) lub zbiorniki do przygotowania buforu Nieplanowane przestoje mogą spowodować wielomilionowe opóźnienia w partiach produkcyjnych.

Linie galwaniczne - Gorące kąpiele kwasowe lub zasadowe, gdy uszkodzony grzejnik zanieczyszcza kąpiel i powoduje odrzucenie platerowanych przedmiotów.

Wysokociśnieniowe podgrzewacze PTFE-(omówione we wcześniejszych sekcjach) - Awaria osłony również pogarsza granicę ciśnienia.

W takich okolicznościach koszt pojedynczej, nieprzewidzianej awarii może często być wyższy niż koszt ultradźwiękowego systemu monitorowania. Konserwacja predykcyjna oznacza, że ​​obiekty mogą bezpiecznie eksploatować grzejniki aż do ich rzeczywistego limitu zużycia, maksymalizując ich żywotność bez niespodzianek, zamiast reaktywnie lub-wymiany opartej na czasie.

Kalibracja techniczna i precyzja
Aby zapewnić dokładne pomiary grubości, miernik ultradźwiękowy musi być skalibrowany pod kątem dokładnego gatunku i temperatury PTFE. Prędkość dźwięku PTFE zależy w pewnym stopniu od temperatury, a optymalne wyniki uzyskuje się za pomocą miernika lub pomiaru z korekcją temperatury w warunkach pracy w stanie ustalonym. Typowa dokładność pomiaru wynosi od ±0,05 mm do ±0,1 mm, co jest wystarczające do wykrycia postępu zużycia na przestrzeni miesięcy lub lat.

Minimalna mierzalna grubość zależy od częstotliwości miernika. W przypadku PTFE jesteśmy w stanie dokonać pomiaru do około 1 mm za pomocą przetwornika 5 MHz; przetwornik 10 MHz może wykryć cieńsze ściany, ale może mieć sondę o większym tłumieniu sygnału. 5 MHz. Większość osłon grzejników z PTFE ma grubość 2-4 mm.

Wyzwania i rozwiązania wdrożeniowe
Każda technologia ma swoje ograniczenia. Istnieją pewne przeszkody w dostosowaniu mierników grubości rurociągów do podgrzewaczy PTFE:

Rozwiązanie problemu
Zakrzywiona powierzchnia grzejnika Użyj zakrzywionej powierzchni przetwornika lub elastycznego sprzęgacza akustycznego dopasowanego do promienia
Wysokie temperatury otoczenia (strefa gorąca) Włóż sondę do strefy zimnej, znacznie powyżej poziomu cieczy
Trwała przyczepność Użyj żywicy epoksydowej o wysokiej temperaturze (do 120 ° C) w zimnej strefie, gdzie temperatury są umiarkowane
PTFE ma wyjątkowo niskie tłumienie akustyczne; można niezawodnie używać typowych sond 5 MHz