Πώς να ανιχνεύσετε και να ποσοτικοποιήσετε ένα εσωτερικό κέλυφος-Πλάγια ροή παράκαμψης χρησιμοποιώντας θερμική απεικόνιση;

Μέσα στο μαύρο σφραγισμένο κέλυφος ενός εναλλάκτη θερμότητας PTFE, μια αόρατη εσωτερική διαρροή κλέβει την απόδοση. Το πλευρικό υγρό του κελύφους-παρακάμπτει τη δέσμη του σωλήνα μέσω μιας προβληματικής διεπαφής διαφράγματος ή κατεστραμμένης σφράγισης και δεν ακολουθεί την επιθυμητή κατεύθυνση ροής. Ο εναλλάκτης εξακολουθεί να λειτουργεί, οι πιέσεις είναι κανονικές και δεν υπάρχει διαρροή εξωτερικά." Ωστόσο, ένα κλάσμα του ρευστού διεργασίας βραχυκυκλώνει- απευθείας στην έξοδο και επομένως η θερμική απόδοση μειώνεται σιωπηλά. Ευτυχώς, αυτή η κρυφή παράκαμψη αφήνει ένα θερμικό ίχνος στο εξωτερικό του κελύφους, που ανιχνεύει ένα διακριτικό μοτίβο κάμερας. μπουλόνι.

Η θερμική απεικόνιση έχει γίνει γνωστή ως μία από τις πιο αποτελεσματικές μη-μη επεμβατικές διαγνωστικές τεχνικές για την ανακάλυψη προβλημάτων παράκαμψης πλευρικού κελύφους σε εναλλάκτες θερμότητας PTFE υπό συνθήκες ενεργής διεργασίας.

Κατανόηση της ροής παράκαμψης στην πλευρά του κελύφους
Σε έναν εναλλάκτη κελύφους και σωλήνων που λειτουργεί σωστά, το πλευρικό υγρό του κελύφους{0}}σπρώχνεται για να ρέει κατά μήκος της δέσμης σωλήνων σε ένα ελεγχόμενο σχέδιο που έχει ρυθμιστεί από διαφράγματα και συστήματα στεγανοποίησης.

Αυτή η κίνηση εγκάρσιας ροής είναι σημαντική αφού:

Μεγιστοποιεί τη μετάδοση της θερμότητας

Προτιμά τις αναταράξεις

Αφαιρεί το στάσιμο νερό

Αυξάνει τη θερμική απόδοση

Διασφαλίζει ότι το κέλυφος χρησιμοποιείται ομοιόμορφα

Καθώς αναπτύσσεται η παράκαμψη, ένα μέρος του ρευστού της πλευράς του κελύφους παρακάμπτει πλήρως το επιδιωκόμενο κανάλι ροής.

Το υγρό δεν ταξιδεύει πάνω από τους σωλήνες PTFE αλλά εξέρχεται μέσω

Τα στεγανοποιητικά διαφράγματα έχουν υποστεί ζημιά

Κενά μεταξύ των διαφραγμάτων και του τοίχου του κελύφους

Αποτυχημένες πλάκες διαχωρισμού

Τα εσωτερικά εξαρτήματα είναι διαβρωμένα

Οι διεπαφές της δέσμης δεν έχουν τοποθετηθεί σωστά

Το ρεύμα που διαρρέει ορμάει προς την έξοδο με μικρή ουσιαστική μεταφορά θερμότητας.

Πώς λειτουργεί η Θερμική Απεικόνιση
Ένα ρεύμα παράκαμψης σχηματίζει μια τοπική ανωμαλία θερμοκρασίας στο κέλυφος του εναλλάκτη.

Το παρακαμμένο ρευστό εξακολουθεί να είναι σε πολύ διαφορετική θερμοκρασία από το περιβάλλον του κελύφους, και ως εκ τούτου το τοίχωμα του χαλύβδινου κελύφους πάνω από το αδίστακτο ρεύμα έχει διαφορετική κατανομή θερμοκρασίας επιφάνειας.

Η θερμική κάμερα βλέπει το φάντασμα του αδίστακτου ρεύματος, ζωγραφισμένο με θερμότητα στο δέρμα του κελύφους.

Αυτή η διαφορά θερμοκρασίας είναι πιο εμφανής κατά τη διάρκεια μιας μετατόπισης στην ελεγχόμενη θερμοκρασία διεργασίας.

Δημιουργήστε ένα βήμα αλλαγής θερμοκρασίας
Ο καλύτερος τρόπος διάγνωσης είναι να προκληθεί, σκόπιμα, μια γρήγορη αλλαγή της θερμοκρασίας στην-πλευρική είσοδο του κελύφους.

Ακολουθούν αρκετά παραδείγματα:

Κρύο νερό έναντι ζεστού νερού

Εισήχθη θερμότερο υγρό διεργασίας

Βραχυπρόθεσμη-ρύθμιση της θερμοκρασίας της παροχής νερού ψύξης

Αλλαγή παραμέτρων βρόχου ανακυκλοφορίας

Ο σκοπός είναι να δημιουργηθεί ένα θερμικό μέτωπο που διαδίδεται στον εναλλάκτη θερμότητας.

Η σημασία των ελεγχόμενων διακυμάνσεων θερμοκρασίας
Η αλλαγή θερμοκρασίας θα πρέπει να είναι επαρκής για να παράγει μια ευδιάκριτη θερμική αντίθεση στο εξωτερικό του κελύφους.

Ωστόσο, η μετάβαση της θερμοκρασίας δεν πρέπει να είναι πολύ επιθετική.

Τα συστήματα σωλήνων PTFE έχουν χαμηλότερη ανοχή σε γρήγορο θερμικό σοκ από τα συστήματα μεταλλικών σωλήνων. Οι υπερβολικές αλλαγές θερμοκρασίας μπορούν να προκαλέσουν επιπλέον μηχανικές καταπονήσεις στη δέσμη του εναλλάκτη.

Επομένως, για ασφαλή διάγνωση είναι προτιμότερο να έχετε ένα μέτριο αλλά διακριτό βήμα θερμοκρασίας.

Διεξαγωγή της Θερμικής Σάρωσης
Μια κάμερα υπερύθρων υψηλής-ανάλυσης σαρώνει συνεχώς την επιφάνεια του εξωτερικού κελύφους μόλις ξεκινήσει η αλλαγή θερμοκρασίας.

Υγιές θερμικό μοτίβο εναλλάκτη θερμότητας
Κατά κανόνα, ένας εναλλάκτης που λειτουργεί κανονικά δείχνει:

Μια σταθερή διαβάθμιση θερμοκρασίας

Αργή θερμικές μεταβάσεις

Ομοιόμορφη διασπορά θερμότητας κατά μήκος του κελύφους

Ακόμη και η θερμική πτώση από την είσοδο στην έξοδο

Η θερμοκρασία της επιφάνειας του κελύφους αλλάζει αργά κατά τη διάρκεια της τυπικής μεταφοράς θερμότητας μέσω της δέσμης.

Παράκαμψη ρεύματος θερμική υπογραφή
Μια παράκαμψη στην πλευρά του κοχυλιού λέει μια πολύ διαφορετική ιστορία.

Η θερμογραφική σάρωση δείχνει μια διαφορετική εικόνα:

Μια συνεχής ζεστή ταινία

Ένα ψυχρό κανάλι κάτω από το κέλυφος

Ένα περιορισμένο θερμικό έμπλαστρο.

Ένα μοτίβο θερμοκρασίας που δεν είναι συμμετρικό

Ταχεία θερμική διάδοση στην περιοχή εκροής

Αυτή η ανωμαλία ακολουθεί τη διαδρομή του υγρού παράκαμψης καθώς εκτρέπεται γύρω από τη δέσμη του σωλήνα.

Σε σοβαρές περιπτώσεις η θερμική υπογραφή μπορεί να πάει σχεδόν κατευθείαν από την είσοδο στην έξοδο.

Διάκριση μεταξύ τοπικής και γενικής διαρροής
Ένα βασικό πλεονέκτημα των προσεγγίσεων PTFE ανίχνευσης πλευρικής παράκαμψης κελύφους θερμικής απεικόνισης είναι η ικανότητα διάκρισης μεταξύ διαφορετικών τύπων αστοχίας.

Γενικευμένη διαρροή μέσω διαφράγματος
Η εσωτερική διαρροή μεγάλης κλίμακας εμφανίζεται ως:

Οι ανωμαλίες της θερμοκρασίας είναι ευρέως διαδεδομένες

Θερμική επάλειψη, πλατιά

Χαμηλότερη θερμική ομοιομορφία συνολικά

Πολλά επικαλυπτόμενα ζεστά ή κρύα σημεία

Αυτό το μοτίβο μπορεί να οφείλεται στην παλαιότητα των σφραγίδων ή στη συνολική υποβάθμιση των εσωτερικών του εναλλάκτη.

Τοπική παράκαμψη αποτυχίας
Συνήθως, μια μόνο αποτυχημένη σφράγιση ή κατεστραμμένο διαμέρισμα θα προκαλέσει:

Μια λεπτή θερμική γραμμή

Ένα καλά καθορισμένο κανάλι.

Κρύες ζεστές περιοχές συγκέντρωσης

Διάφορες υπογραφές κατευθυντικής ροής

Αυτή η τοπική συμπεριφορά επιτρέπει στο προσωπικό συντήρησης να μειώσει σημαντικά το μέγεθος της περιοχής επιθεώρησης πριν από τη διακοπή λειτουργίας.

4.4. Ποσοτικοποίηση της σοβαρότητας παράκαμψης
Η θερμική απεικόνιση είναι κάτι περισσότερο από την απλή εύρεση ενός ελαττώματος. Μπορεί επίσης να λάβει μια εκτιμώμενη εκτίμηση σοβαρότητας σε ελεγχόμενο περιβάλλον.

Ποιοτική Αξιολόγηση
Σε πολλά βιομηχανικά σενάρια, μια ποιοτική εικόνα είναι επαρκής για να επιβεβαιώσει:

Παράκαμψη ύπαρξης ροής

Θέση παράκαμψης (περίπου)

Σχετική ένταση διαρροής

Η εξέλιξη της επιδείνωσης με το χρόνο

Αυτές οι πληροφορίες είναι συχνά επαρκείς για να δικαιολογήσουν μια προγραμματισμένη δραστηριότητα συντήρησης.

Θερμική Ανάλυση, Ποσοτική
Η πιο περίπλοκη ανάλυση μπορεί να εκτιμήσει:

Σχετικό κλάσμα ροής παράκαμψης.

Μέγεθος διαφοράς θερμοκρασίας

Βαθμός αλλοίωσης της μεταφοράς θερμότητας

Θερμική ταχύτητα διάδοσης

Για τις ποσοτικές μετρήσεις απαιτούνται αρκετοί παράγοντες:

Μια βαθμονομημένη υπέρυθρη κάμερα

Γνωστές απορροφητικότητες τοιχώματος κελύφους

Σταθερές περιβαλλοντικές συνθήκες

Ομοιόμορφες γωνίες θέασης

Ελεγχόμενες θερμοκρασίες διαδικασίας

Απαιτείται διόρθωση εκπομπής για μετρήσεις θερμοκρασίας, αλλά τα οπτικά μοτίβα εξακολουθούν να είναι σχετικά με τη διάγνωση.

Πλεονεκτήματα έναντι των συμβατικών μεθόδων επιθεώρησης
Η τυπική πλευρική επιθεώρηση{0}}του κελύφους συνήθως χρειάζεται:

Ο εναλλάκτης είναι απενεργοποιημένος

Απομόνωση και αποχέτευση

αφαίρεση δέσμης

Τυφλή αποσυναρμολόγηση

Παρατεταμένη διακοπή λειτουργίας

Η θερμική απεικόνιση αποφεύγει πολλές από αυτές τις διακοπές.

Πλεονεκτήματα της μη επεμβατικής διάγνωσης
Τα κύρια λειτουργικά πλεονεκτήματα είναι:

Λειτουργία ηλεκτρονικής επιθεώρησης

Καμία διακοπή παραγωγής

Γρήγορη ανίχνευση ελαττωμάτων

Μειωμένη αβεβαιότητα στα σχέδια συντήρησης

Έγκαιρη ανίχνευση αστοχίας

Βελτιωμένη στόχευση επισκευής

Αντί να τραβάει τυχαία έναν εναλλάκτη, ένα πλήρωμα συντήρησης μπορεί να προγραμματίσει συγκεκριμένες δραστηριότητες επισκευής για την επόμενη προγραμματισμένη διακοπή.

Παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα της εικόνας
Διάφορα πρακτικά ζητήματα επηρεάζουν τη σαφήνεια των υπογραφών θερμικής παράκαμψης.

Κατάσταση της επιφάνειας του κελύφους
Η βαφή, η οξείδωση, η υγρασία και η κατάσταση μόνωσης επηρεάζουν τη συμπεριφορά εκπομπής υπερύθρων.

Περιβάλλον ροής αέρα
Οι υψηλοί ρυθμοί ροής αέρα πάνω από το κέλυφος μπορεί να προκαλέσουν παραμόρφωση των θερμοκρασιών της εξωτερικής επιφάνειας.

Αφαίρεση μόνωσης
Είναι συχνά απαραίτητο να αφαιρέσετε την προσωρινή θωράκιση, έτσι ώστε η επιφάνεια του γυμνού κελύφους να μπορεί να σαρωθεί με ακρίβεια.

Χρόνος θερμικής σταθεροποίησης
Πρέπει να περάσει αρκετός χρόνος για να διαδοθεί το μέτωπο θερμοκρασίας μέσα από το κέλυφος και να δημιουργήσει μια ορατή αντίθεση στο εξωτερικό.

Εφαρμογές σε συστήματα εναλλάκτη θερμότητας PTFE
Τα διαγνωστικά θερμικής απεικόνισης είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για εναλλάκτες PTFE, καθώς οι επιθετικές επεμβατικές διαδικασίες επιθεώρησης δεν μπορούν πάντα να εφαρμοστούν στους σωλήνες πολυμερούς.

Οι κοινές χρήσεις περιλαμβάνουν:

Εξοπλισμός χημικών διεργασιών

Οξύ των κυκλωμάτων ψύξης.

Εναλλάκτες θερμότητας ανάκτησης διαλύτη

Μηχανήματα φινιρίσματος επιφανειών

Ψύξη διαδικασίας ημιαγωγών

Θερμικά συστήματα στη φαρμακευτική

Ειδικότερα, σε αυτές τις συνθήκες πρέπει να διατηρηθεί ο χρόνος λειτουργίας και να διαγνωστούν οι κρυφές απώλειες θερμότητας.

Σύναψη
Η θερμική απεικόνιση παρέχει ένα ισχυρό μη-μη επαφής, μη{1}}επεμβατικό εργαλείο για την αποκάλυψη κρυφών ροών παράκαμψης του κελύφους-σε εναλλάκτες θερμότητας PTFE. Τα θερμικά μοτίβα στο εξωτερικό του κελύφους μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την προβολή των διαδρομών ροής παράκαμψης γρήγορα και με ακρίβεια χωρίς να χρειάζεται να ανοίξετε τον εξοπλισμό εφαρμόζοντας μια ελεγχόμενη αλλαγή βήματος θερμοκρασίας.

PTFE Στο ευρύτερο πεδίο της ανίχνευσης πλευρικής παράκαμψης του κελύφους στη θερμική απεικόνιση, αυτή η μέθοδος παρέχει ταχεία οπτική επιβεβαίωση εσωτερικής διαρροής, εντοπίζει συγκεκριμένες περιοχές αστοχίας και επιτρέπει την αξιολόγηση του επιπέδου μείωσης της θερμικής απόδοσης. Οι καθαρές ζεστές ή κρύες λωρίδες στην επιφάνεια του κελύφους είναι συνήθως μια καλή ένδειξη για το πού ακριβώς διαφεύγει το υγρό από τον αποτελεσματικό έλεγχο ροής.

Η θερμική απεικόνιση γίνεται ολοένα και περισσότερο ένα λειτουργικό όραμα ακτίνων Χ για εξοπλισμό διεργασιών με τη συνεχή ανάπτυξη βιομηχανικών διαγνωστικών τεχνολογιών. Σε πολλές περιπτώσεις, τα πιο χρήσιμα εργαλεία αντιμετώπισης προβλημάτων είναι αυτά που μπορούν να διαγνώσουν την πάθηση χωρίς πρώτα να χρειαστεί να τερματίσετε τη διαδικασία.