Как обнаружить и количественно оценить внутренний-боковой обходной поток с помощью тепловидения?
Оставить сообщение
Внутри черного герметичного корпуса теплообменника из ПТФЭ невидимая внутренняя утечка снижает производительность. Жидкость со стороны корпуса-обходит пучок труб через неисправный интерфейс перегородки или поврежденное уплотнение и не следует желаемому направлению потока. Теплообменник все еще работает, давление в норме, и снаружи нет утечек». Однако часть технологической жидкости замыкается-прямо на выход, и, следовательно, тепловой КПД бесшумно снижается. К счастью, этот скрытый обход оставляет тепловой след на внешней стороне корпуса, незаметный тепловой рисунок, который проницательная инфракрасная камера может обнаружить, не повредив ни одного болта.
Тепловидение стало известно как один из наиболее эффективных не-инвазивных методов диагностики, позволяющий обнаружить проблемы байпаса со стороны корпуса в теплообменниках из ПТФЭ в условиях реального процесса.
Понимание байпасного потока на стороне корпуса
В правильно работающем кожухотрубном теплообменнике жидкость со стороны корпуса- выталкивается через пучок труб по контролируемой схеме, создаваемой перегородками и системами уплотнения.
Это поперечное движение важно, поскольку оно:
Максимизирует передачу тепла
Предпочитает турбулентность
Удаляет стоячую воду
Повышает термический КПД
Обеспечивает равномерное использование оболочки
По мере развития перепуска некоторая часть жидкости со стороны корпуса полностью обходит предполагаемый канал потока.
Жидкость не проходит по трубкам из ПТФЭ, а выходит через
Уплотнения перегородки повреждены
Зазоры между перегородками и стенкой корпуса
Неисправные перегородки
Внутренние компоненты подверглись коррозии
Интерфейсы пакета установлены неправильно
Вытекающий поток устремляется к выходному отверстию с незначительной передачей тепла.
Как работает тепловидение
Байпасный поток образует локальную аномалию температуры в корпусе теплообменника.
Температура перепускаемой жидкости по-прежнему сильно отличается от температуры окружающей среды оболочки, и, следовательно, стенка стальной оболочки над неконтролируемым потоком имеет другое распределение температуры на поверхности.
Тепловизионная камера видит призрак блуждающего тока, окрашенный теплом на оболочке панциря.
Это несоответствие температур более заметно при изменении контролируемой температуры процесса.
Создайте ступенчатое изменение температуры
Лучший способ диагностики – намеренно вызвать быстрое изменение температуры на входе со стороны-корпуса.
Вот несколько примеров:
Холодная вода против теплой воды
Введена более горячая технологическая жидкость
Кратковременная-регулировка температуры подачи охлаждающей воды
Изменение параметров контура рециркуляции
Целью является создание теплового фронта, распространяющегося в теплообменнике.
Значение контролируемых изменений температуры
Изменение температуры должно быть достаточным для создания отчетливого теплового контраста на внешней стороне корпуса.
Однако температурный переход не должен быть слишком агрессивным.
Системы трубок из ПТФЭ менее устойчивы к быстрому тепловому удару, чем системы металлических трубок. Чрезмерные изменения температуры могут привести к дополнительным механическим нагрузкам на теплообменник.
Поэтому для безопасной диагностики предпочтительно иметь умеренный, но четкий температурный шаг.
Проведение теплового сканирования
Инфракрасная камера высокого-разрешения постоянно сканирует поверхность внешней оболочки, как только начинается изменение температуры.
Тепловая характеристика здорового теплообменника
Как правило, нормально работающий обменник показывает:
Постоянный температурный градиент
Медленные тепловые переходы
Равномерное рассеивание тепла по длине корпуса
Равномерное снижение температуры от входа до выхода
В процессе типичной теплопроводности через пучок температура поверхности оболочки изменяется медленно.
Тепловая сигнатура байпасного потока
Обход на корпусе рассказывает совсем другую историю.
Термографическое сканирование показывает другую картину:
Непрерывная горячая полоса
Холодный канал вниз по оболочке
Ограниченный тепловой участок.
Несимметричный температурный режим
Быстрое распространение тепла в область оттока
Эта аномалия следует за маршрутом обходной жидкости, когда она отклоняется вокруг пучка труб.
В тяжелых обстоятельствах тепловая сигнатура может идти почти прямо от входа к выходу.
Различие между локализованной и общей утечкой
Ключевым преимуществом тепловизионного обнаружения байпаса на стороне корпуса с использованием ПТФЭ является возможность различать различные типы отказов.
Обобщенная утечка через перегородку
Крупномасштабная внутренняя утечка проявляется следующим образом:
Температурные аномалии широко распространены
Термическое размазывание, широкое
Более низкая термическая однородность в целом
Множество перекрывающихся горячих или холодных точек
Эта закономерность может быть связана с возрастом уплотнений или общей деградацией внутренних компонентов теплообменника.
Локальный обход отказа
Обычно одна неисправная пломба или поврежденная перегородка вызывают:
Тонкая тепловая линия
Четко определенный канал.
Холодные горячие зоны концентрации
Различные характеристики направленного потока
Такое локализованное поведение позволяет обслуживающему персоналу значительно уменьшить размер зоны проверки перед остановкой.
4.4. Количественная оценка серьезности обхода
Тепловидение – это больше, чем просто обнаружение дефекта. Он также может получить приблизительную оценку серьезности в контролируемой среде.
Качественная оценка
Во многих промышленных сценариях качественного изображения достаточно, чтобы подтвердить:
Наличие байпасного потока
Расположение байпаса (приблизительно)
Относительная интенсивность утечки
Прогрессирование ухудшения со временем
Этой информации часто бывает достаточно для обоснования запланированных работ по техническому обслуживанию.
Термический анализ, количественный
Более сложный анализ может оценить:
Относительная доля байпасного потока;
Величина разницы температур
Степень ухудшения теплопередачи
Тепловая скорость распространения
Для количественных измерений необходимы несколько факторов:
Калиброванная инфракрасная камера
Известные поглощающие способности стенок оболочки
Стабильные условия окружающей среды
Равномерные углы обзора
Контролируемые температуры процесса
Коррекция коэффициента излучения необходима для показаний температуры, но визуальные закономерности по-прежнему важны для диагностики.
Преимущества перед традиционными методами контроля
Регулярный осмотр-со стороны корпуса обычно требует:
обменник отключен
Изоляция и дренаж
удаление пакета
Слепой демонтаж
Длительное отключение
Тепловидение позволяет избежать многих из этих прерываний.
Преимущества неинвазивной диагностики
Основными эксплуатационными преимуществами являются:
Функция онлайн-проверки
Без остановки производства
Быстрое обнаружение дефектов
Снижение неопределенности в планах технического обслуживания
Раннее обнаружение сбоев
Улучшенный таргетинг на ремонт
Вместо бессистемного демонтажа теплообменника бригада технического обслуживания может спланировать конкретные ремонтные работы на случай следующего планового отключения.
Факторы, влияющие на качество изображения
Несколько практических проблем влияют на четкость сигнатур теплового обхода.
Состояние поверхности оболочки
Краска, окисление, влага и состояние изоляции влияют на характеристики инфракрасного излучения.
Воздушный поток окружающей среды
Высокие скорости потока воздуха над оболочкой могут вызвать искажение температуры внешней поверхности.
Удаление изоляции
Часто необходимо снять временную защиту, чтобы можно было точно сканировать голую поверхность корпуса.
Время термостабилизации
Должно пройти достаточно времени, чтобы температурный фронт распространился по оболочке и создал видимый контраст снаружи.
Применение в системах теплообменников из ПТФЭ
Тепловизионная диагностика особенно полезна для теплообменников из ПТФЭ, поскольку к полимерным трубкам не всегда можно применить агрессивные инвазивные процедуры проверки.
Обычное использование включает в себя:
Химическое технологическое оборудование
Охлаждающие контуры кислотные.
Теплообменники для регенерации растворителя
Машины для отделки поверхности
Полупроводниковое технологическое охлаждение
Термические системы в фармацевтике
В частности, в этих условиях необходимо поддерживать работоспособность и диагностировать скрытые теплопотери.
Заключение
Тепловидение представляет собой мощный бес-контактный и не-инвазивный инструмент для выявления скрытых-боковых байпасных потоков в теплообменниках из ПТФЭ. Тепловые диаграммы на внешней стороне корпуса можно использовать для быстрого и точного просмотра путей обходного потока без необходимости открывать оборудование за счет контролируемого ступенчатого изменения температуры.
ПТФЭ В более широкой области обнаружения обхода корпуса с помощью тепловидения этот метод обеспечивает быстрое визуальное подтверждение внутренней утечки, выявляет конкретные области отказа и позволяет оценить уровень снижения тепловых характеристик. Четкие горячие или холодные полосы на поверхности корпуса обычно являются хорошим индикатором того, где именно жидкость выходит из-под эффективного контроля потока.
По мере постоянного развития технологий промышленной диагностики тепловидение становится все более и более оперативным рентгеновским методом для технологического оборудования. Во многих случаях наиболее полезными инструментами устранения неполадок являются те, которые могут диагностировать состояние без предварительного завершения процесса.
