Darbojas PTFE apvalka un cauruļu siltummainis, un ir aizdomas par nelielu iekšējās caurules noplūdi. Tradicionālā pieeja ir izslēgt procesu, iztukšot iekārtu un veikt spiediena pārbaudi. Taču jutīga, rokas termoattēlveidošanas kamera, kas vērsta uz metāla apvalka ārpusi, bieži var redzēt neredzamu, termisku noplūdes rēgu, kamēr siltummainis joprojām darbojas. Aukstais šķidrums, kas izplūst no cauruma caurules iekšpusē, rada lokalizētu, neparasti aukstu plankumu uz korpusa ārējās sienas, kas ir vēsa vieta citādi vienmērīga siltuma jūrā.
Kā termiskā attēlveidošana atklāj slēptu caurules noplūdi
Aiz muguras principstermoattēlveidošanas noplūdes noteikšanas PTFE siltummainisdiagnoze ir vienkārša. Tipiskā apvalka un cauruļu siltummainī divus šķidrumus atdala caurules sienas. Caurules pusē tiek pārvadāts viens šķidrums (bieži vien karstāka vai aukstāka procesa plūsma), bet korpusa pusē ir otrs šķidrums. Ārējai apvalka virsmai parasti ir gluds, relatīvi vienmērīgs temperatūras profils ar nelielām svārstībām, ko izraisa deflektora pozīcijas, ieplūdes/izplūdes sprauslas un dabiskā konvekcija.
Kad vienai PTFE caurulei rodas cauruma noplūde vai plaisa, šķidrums caurules iekšpusē izplūst korpusa pusē. Ja caurules puses šķidrums ir ar augstāku spiedienu (kas ir izplatīts, lai novērstu korpusa puses piesārņojumu), noplūdes šķidrums izplūst no cauruma un saskaras ar blakus esošajām caurulēm vai tieši uz korpusa iekšējo sienu. Šīs lokalizētās šķidruma plūsmas temperatūra atšķiras no tilpuma šķidruma plūsmas. Atkarībā no procesa temperatūras starpība var būt 2–5 grādi vai 20–30 grādi.
Metāla korpusa siena ļoti efektīvi vada siltumu. Vieta, kur noplūdes šķidrums pieskaras korpusa iekšējai virsmai, ātri iegūst temperatūru, kas ir tuvu noplūdes šķidruma temperatūrai. No ārpuses jutīga termoattēlveidošanas kamera (saukta arī par infrasarkano vai IR kameru) to nosaka kālokalizēta, noturīga auksta vieta(vai karstā vieta, ja noplūdes šķidrums ir karstāks par korpusa pusi). Plankums parasti ir mazs-tikai dažus centimetrus diametrā-, un tā precīza atrašanās vieta atbilst vietai, kur strūkla ietriecas korpusa iekšpusē.
Termiskās skenēšanas veikšana: soli pa solim lauka procedūra
Termiskā attēlveidošana ir neinvazīvs, ātrs paņēmiens, ko var veikt, kamēr siltummainis turpina darboties pilnā apjomā, neiztukšojot šķidrumu un neizslēdzot sistēmu. Ieteicama šāda procedūra:
1. Sagatavojiet siltummaiņa virsmu
Korpusa ārējai virsmai jābūt tīrai, sausai un bez izolācijas (vismaz skenējamajā zonā). Izolāciju var īslaicīgi noņemt no sloksnes vai neliela loga. Jebkuri netīrumi, eļļa vai ūdens uz korpusa virsmas var radīt nepatiesus siltuma atstarojumus vai aizēnot patieso temperatūru. Pietiek ātri noslaucīt ar sausu drānu.
2. Izvēlieties pareizo termokameru
Ieteicama augstas izšķirtspējas termokamera ar termisko jutību (NETD), kas ir mazāka par 0,05 grādiem (50 mK) vai vienāda ar to. Zemākas cenas kameras (piem., 0,10 grādu jutība) joprojām var noteikt lielākas noplūdes, taču tās nepamanīs smalkas temperatūras atšķirības. Kamerai jābūt ar siltummaiņa izmēram piemērotu redzes lauku; standarta 24 grādu objektīvs ir piemērots lielākajai daļai korpusa diametru (300–1000 mm). Izstarojuma koeficients jāiestata uz 0,95 krāsotam vai viegli sarūsējušam oglekļa tēraudam vai 0,85 spīdīgam nerūsējošam tēraudam.
3. Skenējiet visu korpusa ārpusi
Operators stāv drošā attālumā un lēnām virza kameru visā korpusa garumā, ja iespējams, aptverot visu apkārtmēru. Tiek veiktas vairākas caurlaides, koncentrējoties uz vietām, kas atrodas blakus deflektoru griezumiem un cauruļu loksnēm, jo noplūdes strūklas bieži saskaras šajās vietās. Tipiskam 3 metrus garam siltummainim skenēšanai vajadzētu ilgt 5–10 minūtes.
4. Nosakiet lokalizētas termiskās anomālijas
Normāli strādājošā, veselīgā siltummainī ārējā apvalka temperatūra parādās kā pakāpenisks gradients,{0}}dzesētājs pie dzesēšanas šķidruma ieplūdes, siltāks pie izejas. Caurules noplūde rada aasa, lokalizēta, apļveida vai ovāla auksta vietakas neatbilst dabiskajam gradientam. Vietnei parasti ir:
Temperatūra, kas par 1–5 grādiem (vai vairāk) atšķiras no apkārtējās apvalka temperatūras tajā pašā aksiālajā pozīcijā.
Labi definēta robeža, bieži vien ar koncentrisku starptemperatūras "halo".
Fiksēta pozīcija, kas nepārvietojas, mainoties procesa plūsmām (atšķirībā no pagaidu turbulences efektiem).
Termokamera redz spokaino, auksto slēptās noplūdes zīmi, kas nokrāsota kā tumšs, vēss zilums uz tērauda korpusa siltās ādas.
5. Dokumentējiet un salīdziniet
Termiskais attēls tiek saglabāts. Ja tiek konstatēta aizdomīga auksta vieta, tās atrašanās vieta tiek atzīmēta uz čaumalas ar krīta gabalu vai pastāvīgu marķieri. Tā pati vieta tiek skenēta vēlreiz pēc 15–30 minūtēm. Ja aukstā vieta saglabājas un paliek tajā pašā vietā, diagnoze tiek nostiprināta. Pārejošas termiskās anomālijas (piemēram, pārejoša tvaika burbuļa vai vietējas caurvēja dēļ) ātri pazudīs.
6. Apstipriniet ar mērķa spiediena testu
Termiskā attēlveidošana ir askrīningsrīks. Tas neaizstāj spiediena pārbaudi. Tomēr tas nodrošina precīzu iespējamās noplūdes vietu. Plānotās izslēgšanas laikā korpuss tiek iztukšots, aizdomīgā zona tiek atzīmēta, un atbilstošo(-s) cauruli(-es) var atsevišķi pārbaudīt ar spiedienu (piemēram, aizbāžot vienu galu un nospiežot ar gaisu, kamēr tas ir iegremdēts ūdenī, vai izmantojot ziepju šķīdumu). Termiskais attēls novirza tehniķi tieši uz cauruli, kurā ir noplūde, vai vismaz līdz nelielai cauruļu grupai, ietaupot aklās pārbaudes stundas.
Kad termiskā attēlveidošana darbojas vislabāk?
Tehnika nav universāla. Tas vislabāk darbojas šādos apstākļos:
Ievērojama temperatūras atšķirība starp caurulītes un korpusa puses šķidrumiem. A difference of at least 5°C (preferably >10 grādi) rada skaidru termisko kontrastu. Ja abiem šķidrumiem ir gandrīz tāda pati temperatūra, noplūdes termiskais signāls ir neredzams.
Šķidrums caurules pusē ar lielāku spiedienu.Tas nodrošina, ka noplūdes šķidrums izplūst ar pietiekamu ātrumu, lai sasniegtu korpusa sienu. Ja korpusa pusē ir lielāks spiediens, noplūde būs uz iekšu (čaulas šķidrums caurulē), un termiskais signāls var būt uz caurules loksnes virsmas, nevis korpusa ārpuses.
Tīra, neizolēta apvalka virsma.Izolācija darbojas kā siltuma sega, izlīdzinot lokālās temperatūras atšķirības. Izolācija ir jānoņem no sloksnes. Tomēr daži plāni, zema blīvuma izolācijas materiāli (piemēram, minerālvate) joprojām nodrošina pietiekamu siltuma vadīšanu virsmai, lai atklātu lielas noplūdes.
Līdzsvara stāvokļa darbība.Pirms skenēšanas siltummainim jāatrodas normālos darbības apstākļos vismaz 30 minūtes. Startēšanas pārejas rada daudzas termiskas anomālijas, kuras var sajaukt ar noplūdēm.
Praktiski piemēri un ierobežojumi
1. piemērs: Karstā sālījuma dzesēšana ar dzesēšanas ūdeni
PTFE siltummainis atdzesē karstu sālījumu (85 grādi) caurules pusē ar dzesēšanas ūdeni (25 grādi) korpusa pusē. Caurulei veidojas noplūde. 25 grādu dzesēšanas ūdens noplūst 85 grādu sālījumā, bet noplūdes virziens ir uz iekšu (čaula uz cauruli). Korpusa ārpuse saglabā paaugstinātu temperatūru, jo dzesēšanas ūdens nesaskaras ar korpusa sienu. Korpusa ārpuses termiskā attēlveidošana būtunēatklāt šo noplūdi, jo noplūdušais šķidrums nepieskaras korpusam. Tā vietā operatoram būtu jāskenē caurules loksnes virsma vai cauruļvadi, kas savienoti ar caurules pusi. Tas uzsver, cik svarīgi ir izprast plūsmas virzienu un spiediena starpību.
2. piemērs: Kondensators ar aukstās caurules pusi
PTFE siltummainis kondensē karstu tvaiku (120 grādi) korpusa pusē un aukstu dzesēšanas ūdeni (30 grādi) caurules pusē ar lielāku spiedienu. Caurule izplūst, un aukstā ūdens strūkla izplūst no cauruma, atsitoties pret korpusa iekšpusi. Korpusa ārējā virsma parāda izteiktu, noturīgu aukstu plankumu, 5 grādus zem apkārtējās apvalka temperatūras. Šī ir ideāla lietojumprogramma siltuma attēlveidošanai.
3. piemērs: neliela noplūde, liels siltummainis
Ļoti neliela noplūde (piemēram, caurums < 0,5 mm) var radīt tikai nelielu plūsmas ātrumu. Strūkla var nesasniegt korpusa sienu; tā vietā tas var tikt piesaistīts korpusa puses plūsmā un iztvaikot vai sajaukties pirms trieciena. Šādos gadījumos uz korpusa neparādās nosakāma termiskā anomālija. Tehnikai ir jutīguma ierobežojums; ļoti nelielas noplūdes noteikšanai joprojām var būt nepieciešams parasts spiediena tests.
Priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm
| Aspekts | Tradicionālais spiediena tests | Termiskā attēlveidošana |
|---|---|---|
| Procesa pārtraukums | Nepieciešams (izslēgšana, iztukšošana) | Nav (tiešsaistē) |
| Laiks diagnosticēt | No stundām līdz dienām | Minūtes |
| Noplūdes vietas precizitāte | Zems (bieži tikai kuras caurules loksnes rinda) | Augsts (var precīzi noteikt sadursmes zonu) |
| Aprīkojuma izmaksas | Zems (manometrs, sūknis) | Mērens (termiskā kamera: 5�–5k–30k) |
| Prasmju līmenis | Zems | Mērens (termisko attēlu interpretācija) |
| Drošība | Nepieciešams rīkoties ar saspiestiem šķidrumiem | Nav kontakta, nav briesmu |
Iekārtām, kurām jau pieder termiskās attēlveidošanas kamera (ko izmanto elektriskajām pārbaudēm, ugunsizturīgo apsekojumu veikšanai vai citai paredzamai apkopei), papildu izmaksas par tās izmantošanu noplūžu noteikšanai ir nulle. Laiks, kas ietaupīts, izvairoties no nevajadzīgas izslēgšanas{1}}vai krasi samazinot izslēgšanas ilgumu mērķtiecīgam remontam,{2}}ātri attaisno ieguldījumu.
Labākā prakse un izplatītākās nepilnības
Nepaļaujieties uz vienu skenēšanu.Apkārtējais vējš, saules slodze un tuvumā esošās karstās virsmas var radīt viltus aukstas vietas. Skenējiet dažādos diennakts laikos vai no dažādiem leņķiem.
Nekavējoties atzīmējiet iespējamo vietu.Izmantojiet nepastāvīgu marķieri uz korpusa. Uzņemiet redzamās gaismas fotoattēlu līdzās termiskajam attēlam, lai veiktu korelāciju.
Apsveriet deflektora ģeometriju.Noplūdes strūklas bieži ietriecas korpusā tieši pretī deflektora griezumam, jo plūsmas ceļš tiek apspiests ap deflektora malu. Pievērsiet īpašu uzmanību šīm jomām.
Izmantojiet diferenciālās temperatūras analīzi.Daudzas termokameras var parādīt temperatūras starpību starp atskaites punktu un aizdomīgo vietu. 2 grādu vai lielāka atšķirība, kas laika gaitā ir stabila, ir spēcīgs rādītājs.
Korelē ar procesa datiem.Lēns korpusa puses vadītspējas pieaugums, caurules puses spiediena kritums vai izplūdes temperatūras izmaiņas var atbalstīt termiskās attēlveidošanas konstatējumu.
Secinājums: Redzot neredzamo siltumu
Termiskā attēlveidošana ir spēcīgs, neinvazīvs un prognozējošs diagnostikas rīks, kas var pamanīt iekšēju noplūdi PTFE siltummainī no ārpuses, kamēr process joprojām darbojas. Identificējot raksturīgo aukstuma vietu, ko izraisa noplūdes šķidruma strūkla, kas ietriecas korpusa sieniņā, kvalificēts operators var atrast aptuveno cauruli vai caurules apgabalu, kam jāpievērš uzmanība. Šī informācija palīdz veikt mērķtiecīgu, zemu dīkstāves laiku ilgu remontu plānotās izslēgšanas laikā, nevis aklu, laikietilpīgu meklēšanu. Visspēcīgākās diagnostikas acis ir tās, kas spēj redzēt neredzamo siltumu. Tehniskās apkopes komandām, kas ir atbildīgas par PTFE siltummaiņiem agresīvā ķīmiskā vai ģeotermiskā pakalpojuma ietvaros, termiskās attēlveidošanas pievienošana problēmu novēršanas rīku komplektam pārvērš noslēpumainu, pakāpenisku veiktspējas zudumu par redzamu, praktiski izmantojamu slēptās kļūmes termisko karti.
