Ako zistiť a kvantifikovať vnútorný škrupinový-tok bočného obtoku pomocou termálneho zobrazovania?

Vo vnútri čierneho utesneného plášťa PTFE výmenníka tepla kradne výkon neviditeľný vnútorný únik. Kvapalina-na strane plášťa obchádza zväzok rúrok cez chybné rozhranie usmerňovača alebo poškodené tesnenie a nesleduje požadovaný smer toku. Výmenník stále beží, tlaky sú normálne a vonku nedochádza k žiadnemu úniku." Zlomok procesnej tekutiny však skratuje- priamo k výstupu, a preto tepelná účinnosť ticho klesá. Našťastie táto skrytá obchádzka zanechá na vonkajšej strane plášťa tepelnú stopu, diskrétny tepelný vzor, ​​ktorý dokáže dômyselná infračervená kamera rozpoznať bez narušenia jediného blesku.

Tepelné zobrazovanie sa stalo známym ako jedna z najefektívnejších neinvazívnych diagnostických techník na odhaľovanie problémov s bočným bypassom plášťa v PTFE výmenníkoch tepla za podmienok živého procesu.

Pochopenie obtokového toku na strane škrupiny
V správne fungujúcom výmenníku plášťa a rúrok je kvapalina{0}}na strane plášťa tlačená tak, aby prúdila cez zväzok rúrok v riadenom vzore nastavenom prepážkami a tesniacimi systémami.

Tento krížový pohyb je dôležitý, pretože:

Maximalizuje prenos tepla

Preferuje turbulencie

Odstraňuje stojatú vodu

Zvyšuje tepelnú účinnosť

Zabezpečuje jednotné použitie škrupiny

Ako sa obtok vyvíja, určitá časť tekutiny na strane plášťa úplne obchádza zamýšľaný prietokový kanál.

Kvapalina neprechádza cez PTFE trubice, ale vystupuje cez

Poškodené tesnenia prepážky

Medzery medzi priehradkami a stenou plášťa

Zlyhané deliace dosky

Vnútorné komponenty sú skorodované

Rozhrania zväzku nie sú správne usadené

Unikajúci prúd sa ponáhľa smerom k výstupu s malým zmysluplným prenosom tepla.

Ako funguje tepelné zobrazovanie
Obtokový prúd vytvára lokálnu teplotnú anomáliu v plášti výmenníka.

Obtoková kvapalina má stále veľmi odlišnú teplotu od prostredia plášťa, a preto má stena oceľového plášťa nad zlým prúdom iné rozloženie povrchovej teploty.

Termokamera vidí ducha nečestného prúdu, namaľovaného teplom na kožu škrupiny.

Táto teplotná disparita je zreteľnejšia pri posune riadenej procesnej teploty.

Vytvorte krok zmeny teploty
Najlepším spôsobom diagnostiky je zámerne vyvolať rýchlu zmenu teploty na bočnom vstupe plášťa-.

Tu je niekoľko príkladov:

Studená voda verzus teplá voda

Zaviedla sa teplejšia procesná kvapalina

Krátkodobé{0}}úprava teploty prívodu chladiacej vody

Zmena parametrov recirkulačnej slučky

Účelom je vytvoriť tepelné čelo šíriace sa vo výmenníku tepla.

Význam kontrolovaných teplotných zmien
Zmena teploty by mala byť dostatočná na vytvorenie zreteľného tepelného kontrastu na vonkajšej strane škrupiny.

Teplotný prechod však nesmie byť príliš agresívny.

PTFE hadicové systémy majú nižšiu toleranciu voči rýchlemu tepelnému šoku ako kovové hadicové systémy. Nadmerné zmeny teploty môžu viesť k zvýšenému mechanickému namáhaniu zväzku výmenníkov.

Takže pre bezpečnú diagnostiku je vhodnejšie mať mierny, ale zreteľný teplotný krok.

Vykonávanie tepelného skenovania
Infračervená kamera s vysokým{0}}rozlíšením neustále skenuje povrch vonkajšieho obalu, keď sa začne meniť teplota.

Zdravý tepelný vzor výmenníka tepla
Normálne fungujúci výmenník spravidla ukazuje:

Konštantný teplotný gradient

Pomalé tepelné prechody

Rovnomerný rozptyl tepla po celej dĺžke plášťa

Rovnomerný tepelný pokles od vstupu k výstupu

Teplota povrchu škrupiny sa pomaly mení počas typického vedenia tepla cez zväzok.

Bypass Stream Thermal Signature
Obtok na strane škrupiny rozpráva úplne iný príbeh.

Termografický sken ukazuje iný obrázok:

Nepretržitý horúci pás

Chladivý kanál po škrupine

Obmedzená tepelná náplasť.

Teplotný vzor, ​​ktorý nie je symetrický

Rýchle šírenie tepla do oblasti odtoku

Táto anomália sleduje cestu obtokovej tekutiny, keď je odklonená okolo zväzku rúrok.

Za závažných okolností môže tepelný podpis prejsť takmer priamo od vstupu k výstupu.

Rozlišovanie medzi lokalizovaným a všeobecným únikom
Kľúčovou výhodou prístupov PTFE na detekciu bočného bypassu pomocou tepelného zobrazovania je schopnosť rozlišovať medzi rôznymi typmi porúch.

Generalizovaný únik cez prepážku
Vnútorný únik veľkého rozsahu vyzerá takto:

Teplotné anomálie sú rozšírené

Tepelný náter, široký

Celkovo nižšia tepelná rovnomernosť

Mnoho prekrývajúcich sa horúcich alebo studených miest

Tento vzor môže byť spôsobený vekom tesnení alebo celkovou degradáciou vnútorných častí vo výmenníku.

Lokalizované premostenie zlyhania
Jedno chybné tesnenie alebo poškodená priečka zvyčajne spôsobí:

Tenká tepelná línia

Dobre definovaný kanál.

Studené horúce oblasti koncentrácie

Rôzne podpisy smerového toku

Toto lokalizované správanie umožňuje personálu údržby výrazne zmenšiť veľkosť oblasti kontroly pred odstavením.

4.4. Kvantifikácia závažnosti obchvatu
Termálne zobrazovanie je viac než len hľadanie chyby. Môže tiež získať odhadovaný odhad závažnosti v kontrolovanom prostredí.

Kvalitatívne hodnotenie
V mnohých priemyselných scenároch postačuje kvalitatívny obraz na potvrdenie:

Existencia bypassového toku

Umiestnenie obtoku (približne)

Relatívna intenzita úniku

Postup zhoršovania s časom

Tieto informácie často postačujú na odôvodnenie plánovanej činnosti údržby.

Tepelná analýza, kvantitatívna
Sofistikovanejšia analýza môže odhadnúť:

Relatívna frakcia obtokového prietoku;

Veľkosť teplotného rozdielu

Stupeň zhoršenia prenosu tepla

Tepelná rýchlosť šírenia

Na kvantitatívne meranie je potrebných niekoľko faktorov:

Kalibrovaná infračervená kamera

Známa nasiakavosť stien škrupiny

Stabilné podmienky prostredia

Rovnomerné pozorovacie uhly

Procesne kontrolované teploty

Na meranie teploty je potrebná korekcia emisivity, ale vizuálne vzory sú stále relevantné pre diagnostiku.

Výhody oproti konvenčným kontrolným metódam
Rutinná kontrola-z boku zvyčajne vyžaduje:

Výmenník je vypnutý

Izolácia a drenáž

odstránenie zväzku

Slepá demontáž

Dlhší výpadok

Tepelné zobrazovanie zabraňuje mnohým z týchto prerušení.

Výhody neinvazívnej diagnostiky
Hlavné prevádzkové výhody sú:

Funkcia kontroly online

Žiadne zastavenie výroby

Rýchla detekcia defektov

Znížená neistota v plánoch údržby

Včasná detekcia poruchy

Vylepšené zacielenie opráv

Namiesto náhodného sťahovania výmenníka môže čata údržby naplánovať konkrétne opravy na ďalšiu plánovanú odstávku.

Faktory ovplyvňujúce kvalitu obrazu
Jasnosť podpisov tepelného bypassu ovplyvňuje niekoľko praktických problémov.

Stav povrchu škrupiny
Farba, oxidácia, vlhkosť a stav izolácie ovplyvňujú správanie sa infračervenej emisivity.

Okolité prúdenie vzduchu
Vysoké rýchlosti prúdenia vzduchu cez plášť môžu spôsobiť skreslenie vonkajších povrchových teplôt.

Odstránenie izolácie
Často je potrebné odstrániť dočasné tienenie, aby bolo možné presne naskenovať holý povrch plášťa.

Čas tepelnej stabilizácie
Musí uplynúť dostatok času, aby sa teplotný front rozšíril cez škrupinu a vytvoril viditeľný kontrast na vonkajšej strane.

Aplikácie v systémoch výmenníkov tepla PTFE
Termovízna diagnostika je obzvlášť užitočná pre PTFE výmenníky, pretože agresívne invazívne kontrolné postupy nie je možné vždy aplikovať na polymérové ​​rúrky.

Bežné použitia zahŕňajú:

Zariadenia na chemické spracovanie

Chladiace okruhy kyselina.

Výmenníky tepla s rekuperáciou rozpúšťadla

Stroje na povrchovú úpravu

Chladenie polovodičového procesu

Tepelné systémy vo farmácii

Najmä v týchto podmienkach sa musí zachovať doba prevádzkyschopnosti a musia sa diagnostikovať skryté tepelné straty.

Záver
Tepelné zobrazovanie poskytuje výkonný bez{0}}kontaktný, neinvazívny nástroj{1}} na odhaľovanie skrytých škrupinových{2}}bočných obtokových prúdov vo výmenníkoch tepla z PTFE. Tepelné vzory na vonkajšej strane plášťa možno použiť na rýchle a presné zobrazenie dráh obtokového toku bez potreby otvárania zariadenia použitím riadenej zmeny teploty.

PTFE V širšom poli detekcie bočného bypassu plášťa v tepelnom zobrazovaní poskytuje táto metóda rýchle vizuálne potvrdenie vnútorného úniku, identifikuje špecifické oblasti zlyhania a umožňuje posúdiť úroveň poklesu tepelného výkonu. Čisté horúce alebo studené pruhy na povrchu plášťa sú zvyčajne dobrým ukazovateľom toho, kde presne kvapalina uniká účinnou reguláciou prietoku.

S neustálym vývojom priemyselných diagnostických technológií sa termálne zobrazovanie stáva čoraz viac prevádzkovou röntgenovou víziou pre procesné zariadenia. V mnohých prípadoch sú najužitočnejšie nástroje na riešenie problémov tie, ktoré dokážu diagnostikovať stav bez toho, aby ste museli najprv vypnúť proces.