Jak wykryć i określić ilościowo osłonę wewnętrzną-Strumień bocznego obejścia za pomocą obrazu termowizyjnego?

Wewnątrz czarnej, uszczelnionej obudowy wymiennika ciepła z PTFE, niewidoczny wewnętrzny wyciek kradnie wydajność. Płyn-po stronie płaszcza omija wiązkę rurek przez uszkodzoną przegrodę lub uszkodzone uszczelnienie i nie podąża za pożądanym kierunkiem przepływu. Wymiennik nadal pracuje, ciśnienie jest w normie i na zewnątrz nie ma wycieków. Jednak część płynu procesowego-zwiera się bezpośrednio na wyjściu, przez co sprawność cieplna cicho spada. Na szczęście to ukryte obejście pozostawia ślad termiczny na zewnątrz płaszcza, dyskretny wzór cieplny, który wnikliwa kamera na podczerwień może wykryć bez zakłócania ani jednej śruby.

Obrazowanie termowizyjne stało się jedną z najskuteczniejszych-inwazyjnych technik diagnostycznych pozwalających wykryć problemy z obejściem płaszcza w wymiennikach ciepła PTFE w warunkach procesowych pod napięciem.

Zrozumienie przepływu obejściowego po stronie powłoki
W prawidłowo działającym wymienniku płaszczowo-rurowym płyn-po stronie płaszcza jest wypychany tak, aby przepływał przez wiązkę rur według kontrolowanego wzoru utworzonego przez przegrody i systemy uszczelniające.

Ten ruch krzyżowy jest ważny, ponieważ:

Maksymalizuje transmisję ciepła

Woli turbulencje

Usuwa stojącą wodę

Zwiększa wydajność cieplną

Zapewnia równomierne wykorzystanie powłoki

W miarę rozwoju obejścia pewna część płynu po stronie płaszcza całkowicie omija zamierzony kanał przepływowy.

Płyn nie przepływa przez rurki PTFE, ale wypływa przez nie

Uszkodzone uszczelki przegrody

Szczeliny pomiędzy przegrodami a ścianą płaszcza

Uszkodzone płyty działowe

Elementy wewnętrzne są skorodowane

Interfejsy pakietu nie są prawidłowo osadzone

Wyciekający strumień pędzi w stronę wylotu, powodując niewielką wymianę ciepła.

Jak działa obrazowanie termowizyjne
Strumień obejściowy tworzy lokalną anomalię temperaturową w płaszczu wymiennika.

Płyn obejściowy ma w dalszym ciągu temperaturę bardzo różną od temperatury otoczenia płaszcza, w związku z czym stalowa ściana płaszcza nad strumieniem nieuczciwym ma inny rozkład temperatury powierzchniowej.

Kamera termowizyjna widzi ducha dzikiego prądu, namalowanego pod wpływem ciepła na skórze muszli.

Ta różnica temperatur jest bardziej widoczna podczas zmiany kontrolowanej temperatury procesu.

Utwórz krok zmiany temperatury
Najlepszym sposobem diagnozy jest celowe wywołanie szybkiej zmiany temperatury na wlocie-po stronie płaszcza.

Oto kilka przykładów:

Zimna woda kontra ciepła woda

Wprowadzono cieplejszy płyn procesowy

Krótkoterminowa-regulacja temperatury źródła wody chłodzącej

Zmiana parametrów pętli recyrkulacyjnej

Celem jest wytworzenie frontu termicznego rozprzestrzeniającego się w wymienniku ciepła.

Znaczenie kontrolowanych zmian temperatury
Zmiana temperatury powinna być wystarczająca do wytworzenia wyraźnego kontrastu termicznego na zewnątrz skorupy.

Zmiana temperatury nie może być jednak zbyt agresywna.

Systemy rurek PTFE mają niższą tolerancję na szybki szok termiczny niż systemy rurek metalowych. Nadmierne zmiany temperatury mogą skutkować dodatkowymi naprężeniami mechanicznymi wiązki wymiennika.

Dlatego dla bezpiecznej diagnostyki lepiej jest mieć umiarkowany, ale wyraźny skok temperatury.

Przeprowadzenie skanu termicznego
Kamera na podczerwień-o wysokiej rozdzielczości stale skanuje powierzchnię zewnętrznej powłoki po rozpoczęciu zmiany temperatury.

Zdrowy wzór termiczny wymiennika ciepła
Z reguły normalnie pracujący wymiennik pokazuje:

Stały gradient temperatury

Powolne przejścia termiczne

Równomierne rozproszenie ciepła na całej długości skorupy

Nawet spadek temperatury od wlotu do wylotu

Temperatura powierzchni powłoki zmienia się powoli podczas typowego przewodzenia ciepła przez wiązkę.

Obejście podpisu termicznego strumienia
Obwodnica na nabrzeżu opowiada zupełnie inną historię.

Skan termograficzny pokazuje inny obraz:

Ciągły gorący pasek

Chłodny kanał w dół skorupy

Ograniczona łatka termiczna.

Wzorzec temperatury, który nie jest symetryczny

Szybka propagacja ciepła do obszaru wypływu

Anomalia ta podąża trasą przepływającego płynu, gdy jest on kierowany wokół wiązki rurek.

W trudnych okolicznościach sygnatura termiczna może przebiegać niemal prosto od wejścia do wyjścia.

Rozróżnienie pomiędzy wyciekiem lokalnym i ogólnym
Kluczową zaletą metod termowizyjnych z wykrywaniem obejściowym po stronie powłoki z PTFE jest zdolność do rozróżniania różnych typów uszkodzeń.

Ogólny wyciek przez przegrodę
Wewnętrzny wyciek na dużą skalę objawia się jako:

Anomalie temperaturowe są powszechne

Rozmazanie termiczne, szerokie

Ogólnie niższa równomierność termiczna

Wiele nakładających się gorących lub zimnych punktów

Ten wzór może być spowodowany wiekiem uszczelek lub ogólną degradacją elementów wewnętrznych wymiennika.

Zlokalizowane obejście awarii
Zwykle pojedyncza uszkodzona uszczelka lub uszkodzona przegroda powoduje:

Cienka linia termiczna

Dobrze zdefiniowany kanał.

Zimne, gorące obszary koncentracji

Różne sygnatury przepływu kierunkowego

To zlokalizowane zachowanie pozwala personelowi konserwacyjnemu znacznie zmniejszyć rozmiar obszaru inspekcji przed wyłączeniem.

4.4. Kwantyfikacja ważności obejścia
Obrazowanie termowizyjne to coś więcej niż tylko znalezienie wady. Może również uzyskać szacunkową ocenę dotkliwości w kontrolowanym środowisku.

Ocena jakościowa
W wielu scenariuszach przemysłowych obraz jakościowy jest wystarczający, aby potwierdzić:

Istnienie przepływu obejściowego

Lokalizacja obwodnicy (w przybliżeniu)

Względna intensywność wycieku

Postęp pogarszania się z upływem czasu

Informacje te są często wystarczające do uzasadnienia planowanej czynności konserwacyjnej.

Analiza termiczna, ilościowa
Bardziej wyrafinowana analiza może oszacować:

Względny udział przepływu obejściowego;

Wielkość różnicy temperatur

Stopień pogorszenia wymiany ciepła

Prędkość propagacji ciepła

Do pomiarów ilościowych wymaganych jest kilka czynników:

Kalibrowana kamera na podczerwień

Znane chłonności ścian powłokowych

Stałe warunki środowiskowe

Jednolite kąty widzenia

Temperatury kontrolowane przez proces

Do odczytów temperatury wymagana jest korekta emisyjności, ale wzorce wizualne są nadal istotne dla diagnozy.

Zalety w porównaniu z konwencjonalnymi metodami kontroli
Rutynowa inspekcja-powłoki zwykle wymaga:

Wymiennik jest wyłączony

Izolacja i drenaż

usuwanie pakietu

Demontaż ślepy

Dłuższa przerwa

Obrazowanie termowizyjne pozwala uniknąć wielu takich zakłóceń.

Zalety diagnostyki nieinwazyjnej
Główne zalety operacyjne to:

Funkcja kontroli online

Brak przestojów w produkcji

Szybkie wykrywanie usterek

Zmniejszona niepewność w planach konserwacji

Wczesne wykrywanie awarii

Ulepszone kierowanie napraw

Zamiast losowo demontować wymiennik, ekipa konserwacyjna może zaplanować konkretne czynności naprawcze na następną planową przerwę.

Czynniki wpływające na jakość obrazu
Na przejrzystość sygnatur obejścia termicznego wpływa kilka kwestii praktycznych.

Stan powierzchni skorupy
Farba, utlenienie, wilgoć i stan izolacji wpływają na zachowanie emisyjności podczerwieni.

Przepływ powietrza otoczenia
Wysokie natężenie przepływu powietrza nad płaszczem może powodować zniekształcenie temperatur powierzchni zewnętrznej.

Usuwanie izolacji
Często konieczne jest usunięcie tymczasowej osłony, aby można było dokładnie przeskanować gołą powierzchnię skorupy.

Czas stabilizacji termicznej
Musi upłynąć wystarczająco dużo czasu, aby front temperatury rozprzestrzenił się przez skorupę i wytworzył widoczny kontrast na zewnątrz.

Zastosowania w systemach wymienników ciepła PTFE
Diagnostyka termowizyjna jest szczególnie przydatna w przypadku wymienników PTFE, ponieważ nie zawsze można zastosować agresywne, inwazyjne procedury kontrolne w przypadku rur polimerowych.

Typowe zastosowania obejmują:

Urządzenia do procesów chemicznych

Obiegi chłodzące kwasowe.

Wymienniki ciepła z odzyskiem rozpuszczalnika

Maszyny do wykańczania powierzchni

Chłodzenie procesów półprzewodnikowych

Systemy termiczne w farmacji

W szczególności w tych warunkach należy utrzymać czas sprawności i zdiagnozować ukryte straty ciepła.

Wniosek
Obrazowanie termowizyjne to potężne,-niekontaktowe i nie{1}}inwazyjne narzędzie umożliwiające ujawnienie ukrytych-bocznych strumieni bocznych w płaszczu w wymiennikach ciepła z PTFE. Wzory termiczne na zewnętrznej stronie płaszcza można wykorzystać do szybkiego i dokładnego przeglądania ścieżek przepływu obejściowego bez konieczności otwierania urządzenia poprzez zastosowanie kontrolowanej skokowej zmiany temperatury.

PTFE W szerszej dziedzinie wykrywania obejść po stronie płaszcza w obrazowaniu termowizyjnym, metoda ta zapewnia szybkie wizualne potwierdzenie wewnętrznych wycieków, wskazuje określone obszary uszkodzeń i pozwala na ocenę poziomu spadku wydajności cieplnej. Wyraźne, gorące lub zimne paski na powierzchni skorupy są zazwyczaj dobrym wskaźnikiem tego, gdzie dokładnie płyn ucieka przed skuteczną kontrolą przepływu.

Wraz z ciągłym rozwojem przemysłowych technologii diagnostycznych obrazowanie termowizyjne staje się coraz bardziej operacyjną-wizją rentgenowską dla urządzeń procesowych. W wielu okolicznościach najbardziej przydatnymi narzędziami do rozwiązywania problemów są te, które umożliwiają zdiagnozowanie problemu bez konieczności uprzedniego zatrzymywania procesu.