Як за допомогою тепловізора виявити та кількісно визначити потік бокового обходу внутрішньої оболонки-?

Всередині чорної герметичної оболонки PTFE теплообмінника невидимий внутрішній витік втрачає продуктивність. Рідина з- сторони оболонки обходить пучок трубок через несправну перегородку або пошкоджене ущільнення та не дотримується бажаного напрямку потоку. Обмінник все ще працює, тиск нормальний, і витоку назовні немає". Однак частина технологічної рідини замикається безпосередньо на виході, і тому теплова ефективність тихо знижується. На щастя, цей прихований обхід залишає тепловий слід на зовнішній стороні корпусу, непомітний тепловий малюнок, який прониклива інфрачервона камера може виявити, не порушивши жодного болта.

Тепловізор став відомим як один із найефективніших не{0}}інвазивних діагностичних методів для виявлення проблем з боковим байпасом корпусу в теплообмінниках з ПТФЕ за умов живого процесу.

Розуміння байпасного потоку на стороні оболонки
У правильно функціонуючому кожухотрубному теплообміннику рідина-з боку кожуха проштовхується, щоб протікати через пучок труб за контрольованою схемою, створеною перегородками та системами ущільнень.

Цей перехресний рух є важливим, оскільки він:

Максимально збільшує передачу тепла

Віддає перевагу турбулентності

Видаляє стоячу воду

Підвищує теплову ефективність

Забезпечує рівномірне використання оболонки

У міру розвитку обхідного каналу деяка частина рідини з боку оболонки повністю минає призначений канал потоку.

Рідина не рухається по PTFE трубках, а виходить через них

Пошкоджені перегородки

Зазори між перегородками і стінкою корпусу

Вийшли з ладу перегородки

Внутрішні компоненти піддані корозії

Інтерфейси пакетів встановлені неправильно

Потік, що витікає, спрямовується до вихідного отвору з незначною передачею тепла.

Як працює тепловізор
Обхідний потік утворює локальну температурну аномалію в оболонці теплообмінника.

Температура обхідної рідини все ще дуже відрізняється від температури навколишнього середовища оболонки, і, отже, стінка сталевої оболонки над небезпечним потоком має інший розподіл температури поверхні.

Теплокамера бачить привид бійної течії, намальований теплом на шкірі раковини.

Цей розбіжність температур стає більш очевидним під час зміни контрольованої температури процесу.

Створення ступінчастої зміни температури
Найкращий спосіб діагностики — навмисно викликати швидку зміну температури на вході -з боку оболонки.

Ось кілька прикладів:

Холодна вода проти теплої води

Вводиться більш гаряча технологічна рідина

Короткочасне-регулювання температури подачі охолоджувальної води

Зміна параметрів рециркуляційного контуру

Мета - створити тепловий фронт, що поширюється в теплообміннику.

Значення контрольованих коливань температури
Зміна температури має бути достатньою для створення чіткого теплового контрасту на зовнішній стороні оболонки.

Однак зміна температури не повинна бути надто агресивною.

Трубні системи з ПТФЕ мають нижчу стійкість до швидкого теплового удару, ніж системи металевих труб. Надмірні зміни температури можуть призвести до додаткових механічних навантажень на пучок теплообмінника.

Тому для безпечної діагностики бажано мати помірний, але чіткий температурний крок.

Проведення термічного сканування
Інфрачервона-камера високої роздільної здатності постійно сканує поверхню зовнішньої оболонки, коли починається зміна температури.

Теплова схема здорового теплообмінника
Як правило, нормально працюючий обмінник показує:

Постійний градієнт температури

Повільні теплові переходи

Рівномірний розподіл тепла по довжині корпусу

Навіть зниження температури від входу до виходу

Температура поверхні оболонки змінюється повільно під час типової теплопровідності через пучок.

Тепловий підпис обхідного потоку
Обхідна дорога на боковині розповідає зовсім іншу історію.

Термографічне сканування показує іншу картину:

Безперервна гаряча смуга

Холодний канал вниз по оболонці

Обмежена термічна пляма.

Температурна картина, яка не є симетричною

Швидке поширення тепла до області відтоку

Ця аномалія слідує за маршрутом обхідної рідини, коли вона направляється навколо трубного пучка.

У важких умовах тепловий підпис може проходити майже прямо від входу до виходу.

Розрізнення між локалізованим і загальним витоком
Ключовою перевагою підходів до виявлення бокового обходу тепловізійної оболонки PTFE є здатність розрізняти різні типи несправностей.

Загальний витік через перегородку
Великий внутрішній витік виглядає як:

Поширені температурні аномалії

Термонамазка, шир

Нижча теплова однорідність в цілому

Багато гарячих або холодних точок, що перекриваються

Така закономірність може бути пов’язана зі старінням ущільнень або загальною деградацією внутрішніх частин теплообмінника.

Локалізований обхід несправності
Зазвичай один несправний ущільнювач або пошкоджена перегородка спричиняє:

Тонка теплова лінія

Добре визначений канал.

Холодні гарячі зони концентрації

Різні сигнатури спрямованого потоку

Ця локалізована поведінка дозволяє обслуговуючому персоналу значно зменшити розмір зони перевірки перед відключенням.

4.4. Кількісна оцінка серйозності обходу
Тепловізор — це більше, ніж просто пошук дефекту. Він також може отримати приблизну оцінку серйозності в контрольованому середовищі.

Якісна оцінка
У багатьох промислових сценаріях якісне зображення є достатнім для підтвердження:

Наявність обхідного потоку

Розташування об'їзної дороги (приблизно)

Відносна інтенсивність витоку

Прогресування погіршення з часом

Цієї інформації часто достатньо, щоб виправдати заплановане технічне обслуговування.

Термічний аналіз, кількісний
Більш складний аналіз може оцінити:

Відносна частка обхідного потоку;

Величина різниці температур

Ступінь погіршення тепловіддачі

Теплова швидкість поширення

Для кількісних вимірювань необхідні кілька факторів:

Відкалібрована інфрачервона камера

Відома поглинаюча здатність стінки оболонки

Сталі умови навколишнього середовища

Рівномірні кути огляду

Контрольовані температури процесу

Для вимірювання температури необхідна корекція коефіцієнта випромінювання, але візуальні моделі все ще актуальні для діагностики.

Переваги перед звичайними методами перевірки
Звичайна{0}}бокова перевірка оболонки зазвичай вимагає:

Обмінник відключений

Ізоляція та дренаж

видалення пучка

Сліпий демонтаж

Тривале відключення

Тепловізор дозволяє уникнути багатьох з цих перерв.

Переваги неінвазивної діагностики
Основними експлуатаційними перевагами є:

Функція онлайн перевірки

Без зупинки виробництва

Швидке виявлення дефектів

Зменшення невизначеності в планах технічного обслуговування

Раннє виявлення несправностей

Покращене націлювання на ремонт

Замість випадкового руйнування обмінника, бригада технічного обслуговування може спланувати конкретні ремонтні дії для наступного запланованого відключення.

Фактори, що впливають на якість зображення
Кілька практичних питань впливають на чіткість сигнатур теплового обходу.

Стан поверхні оболонки
Фарба, окислення, вологість та стан ізоляції впливають на поведінку інфрачервоного випромінювання.

Навколишній повітряний потік
Висока швидкість потоку повітря над корпусом може спричинити спотворення температури зовнішньої поверхні.

Зняття ізоляції
Часто необхідно видалити тимчасове екранування, щоб можна було точно сканувати оголену поверхню оболонки.

Час термостабілізації
Має пройти достатньо часу, щоб температурний фронт поширився крізь оболонку та створив видимий контраст назовні.

Застосування в системах теплообмінників PTFE
Тепловізійна діагностика особливо корисна для PTFE теплообмінників, оскільки агресивні інвазивні процедури перевірки не завжди можна застосувати до полімерних трубок.

Загальні способи використання включають:

Хімічне технологічне обладнання

Контури охолодження кислотні.

Теплообмінники рекуперації розчинника

Верстати для обробки поверхонь

Процес охолодження напівпровідників

Теплові системи у фармацевтиці

Зокрема, у цих умовах необхідно підтримувати безвідмовну роботу та діагностувати приховані втрати тепла.

Висновок
Тепловізор надає потужний без{0}}контактний, не-інвазивний інструмент для виявлення прихованих обхідних потоків-з боку оболонки в теплообмінниках з ПТФЕ. Теплові візерунки на зовнішній частині оболонки можна використовувати для швидкого й точного перегляду шляхів обхідного потоку без необхідності відкривати обладнання шляхом застосування контрольованої зміни температури.

PTFE У ширшій області виявлення бічного обходу оболонки в тепловізорі цей метод забезпечує швидке візуальне підтвердження внутрішнього витоку, визначає конкретні області пошкодження та дозволяє оцінити рівень зниження теплових характеристик. Чіткі гарячі або холодні смуги на поверхні оболонки, як правило, є хорошим показником того, де саме рідина вислизає від ефективного контролю потоку.

У зв’язку з постійним розвитком промислових діагностичних технологій тепловізор стає все більш оперативним рентгенівським баченням для технологічного обладнання. У багатьох випадках найкорисніші інструменти для усунення несправностей – це ті, які можуть діагностувати стан без попередньої зупинки процесу.