Как определить и измерить толщину стенки тефлоновой трубки на месте-с помощью ультразвукового зонда?

Первым шагом в прогнозировании срока службы и предотвращении непредвиденных поломок является знание точной остаточной толщины стенки ПТФЭ-трубки в теплообменнике. Постепенное ослабление из-за эрозии, проникновения или длительного-воздействия химикатов невозможно обнаружить при визуальном осмотре. Используя правильно откалиброванный ультразвуковой толщиномер и используя щадящий и контролируемый подход, можно измерить толщину стенки трубки снаружи, в то время как трубка остается на месте в пакете теплообменника.

Этот метод ультразвукового измерения толщины стенок труб из ПТФЭ на месте стал важным решением для профилактического технического обслуживания дорогостоящего химического и термического оборудования, когда проверка при остановке является дорогостоящей или нежелательной.

Важность измерения толщины стенок труб из ПТФЭ на месте
Трубки из ПТФЭ обычно используются в химически агрессивных теплообменниках из-за их превосходной коррозионной стойкости. Однако с течением времени стены будут постепенно истончаться из-за:

Индуцированная стоковая эрозия

Локализованная турбулентность в точках контакта перегородки.

Эффекты химического проникновения

Износ из-за механической вибрации

Истирание частиц в технологических жидкостях

Разложение ПТФЭ часто происходит медленно и равномерно, поэтому ранняя стадия истончения часто не заметна визуально при внешнем наблюдении.

Точные измерения-на месте позволяют:

Локализованное раннее обнаружение износа

Оценка оставшегося срока службы

Обнаружение зон повышенного-напряжения

Планы обслуживания до отказа

Принцип ультразвукового измерения толщины стенки
Ультразвуковое измерение толщины включает передачу высокочастотного акустического импульса в материал и измерение времени возвращения эха от дальней стены.

Этот подход был разработан для трубок из ПТФЭ из-за акустических качеств ПТФЭ.

Требования к высокочастотному датчику
Высокочастотный ультразвуковой датчик обычно находится в диапазоне:

10-20 МГц

используется для достаточного разрешения для тонких полимерных стенок.

На этих частотах:

Длина волны достаточно коротка для разделения тонких участков ПТФЭ.

Улучшенное определение сигнала

Улучшение четкости эха задней стены

Ультразвуковой импульс превращается в небольшой звуковой сигнал, отражаясь от задней стенки скрытого полимера и возвращаясь к зонду.

Калибровка скорости звука ПТФЭ
Точность измерения во многом зависит от правильной калибровки скорости звука в конкретном материале ПТФЭ.

Процесс калибровки
Калибровка обычно проводится с помощью:

Эталонный образец ПТФЭ.

Толщина из той же партии известна

Управляемая среда

Записанное время--пролета сравнивается с известной толщиной, и оборудование калибруется для определения правильной акустической скорости для данного конкретного сорта ПТФЭ.

Без адекватной калибровки могут возникнуть значительные погрешности измерений из-за различий в:

Плотность

Наполнитель

История обработки

Температурные характеристики

Метод измерения и использование зонда
Подготовка поверхности
Небольшое количество ультразвукового геля нанесено на внешнюю поверхность трубки для эффективной передачи звука.

Соединение важно, поскольку воздушные зазоры приводят к значительному ослаблению ультразвуковых волн.

Размещение зонда
Обычно выбирают датчик с двумя-элементами, который включает в себя:

Отдельный передающий кристалл.

Отдельный прием кристалла

Такое расположение обеспечивает лучшую четкость сигнала и особенно полезно для тонкостенных материалов или материалов с высоким уровнем затухания, таких как ПТФЭ.

Зонд мягко прижимается к поверхности трубки, чтобы избежать деформации достаточно мягкого полимера.

Сбор данных
Несколько показаний снимаются на каждом месте измерения, когда оно установлено.

Прибор показывает толщину стенки непосредственно в мм, используя калиброванную скорость звука и измеренное время--пролета.

Карта толщины стенок труб в комплекте
Измерения обычно проводятся в различных осевых и окружных точках вдоль каждой трубы.

Это дает возможность выявить:

Локализованное истончение вокруг опоры перегородки

Характер износа от воздействия жидкости

Асимметричные зоны эрозии

Ранние точки отказа

Снимая множество показаний в разных местах, можно получить профиль толщины для каждой трубки.

Типичные источники ошибок измерения
Точное ультразвуковое измерение толщины стенок труб из ПТФЭ на месте во многом зависит от техники и окружающей среды.

Проблемы с качеством соединения
Неправильное нанесение геля или захваченный воздух могут вызвать:

Слабый возврат сигнала

беспорядочное чтение

Значения толщины неправильно поняты

Зонд не выровнен
Неправильный угол зонда может привести к:

Отражение сигнала

Снижение силы эха

Противоречивые данные 2.

Влияние состояния поверхности
Загрязнение поверхности трубки, например:

Химические осадки

Фильмы окисления

Механический износ текстуры

может повлиять на передачу сигнала.

Температурные эффекты
Скорость звука в ПТФЭ незначительно зависит от температуры и, если ее не скорректировать, может повлиять на точность испытания.

Преимущества ультразвукового измерения на месте-на месте
Ультразвуковое исследование на месте-даёт существенные эксплуатационные преимущества по сравнению с разрушительными методами.

Осмотр без проникновения
Замеры производятся без

Удаление трубок

Отключение системы (определенные обстоятельства)

Разборка

Возможность профилактического обслуживания
Мониторинг постепенного ослабления стенок с течением времени позволяет:

Прогнозирование срока службы

Планирование графика технического обслуживания

Сокращение времени незапланированных простоев

Таргетинг проверок
Можно определить конкретные зоны повышенного износа, чтобы можно было осуществлять целенаправленную замену проблемных трубок, а не комплексную замену.

Ограничения техники
Но, несмотря на преимущества, ультразвуковое измерение толщины имеет свои ограничения.

Необходима компетентность оператора

Чувствителен к характеру сцепления

Более низкая точность на сложных изогнутых или недоступных поверхностях.

Может потребоваться обновление калибровки для различных марок ПТФЭ.

Затухание сигнала больше в стенах с дефектами.

Поэтому для получения достоверных результатов необходим тщательный процедурный контроль.

Применение в химических теплообменниках
Этот подход часто используется в:

Теплообменники кислотного охлаждения

Системы восстановления растворителей

Установки переработки полимеров

Теплообменники для фармацевтики

Системы обработки коррозионных химикатов

В таких условиях трубы из ПТФЭ часто являются единственным материалом, поэтому контроль состояния имеет жизненно важное значение.

Краткое содержание
Ультразвуковой контроль толщины стенок на месте-является одним из наиболее надежных инструментов профилактического обслуживания теплообменников из ПТФЭ. Толщину стенки можно измерить прямо через внешнюю часть трубы, не разбирая оборудование и не прерывая работу, с помощью калиброванного высокочастотного-ультразвукового датчика.

При применении к ультразвуковому измерению толщины стенок труб из ПТФЭ на месте этот подход превращает необнаружимый процесс разложения в измеримый и отслеживаемый показатель. Эрозия и истончение представляют собой постепенные процессы и развиваются в наблюдаемые закономерности, а не в неожиданные разрушения.

Ультразвуковая оценка толщины обеспечивает наиболее ценную диагностику, поскольку она может дать вам представление о том, что произойдет в будущем, показывая, сколько защитного барьера у вас осталось, прежде чем вам придется принять меры.