Як виконати не-руйнівне вимірювання товщини оболонки нагрівача PFA за допомогою вихрових струмів?

Випробування вихровими струмами (ECT) забезпечує не-руйнівний спосіб визначення залишкової товщини стінки PFA на встановлених нагрівачах, не виймаючи їх із бака. Цей метод працює, оскільки металевий сердечник (інколой, титан або нержавіюча сталь) є провідним, а оболонка з ПФА не -проводить. Вихровий струмовий зонд на поверхні PFA індукує струми в металевому сердечнику, де фазова затримка зворотного сигналу пропорційна відстані між зондом і металом, тобто товщині стінки PFA. Калібрування за відомими стандартами товщини забезпечує точність ±0,05-0,10 мм для PFA товщини в діапазоні 0,5-3,0 мм. ЕСТ може виявити ерозію, локальне зношення або хімічне пошкодження, що спричиняє потоншення, і, таким чином, забезпечити прогнозовану заміну перед перфорацією. Процес швидкий (секунд на точку) і може бути виконаний кваліфікованими фахівцями без зливання резервуарів (зонд вставляється через оглядовий отвір або за допомогою техніки мокрого контакту).

Принцип роботи
Вихрострумовий зонд створює змінне магнітне поле (звичайна частота 100 кГц–2 МГц). Це поле створює вихрові струми в металевому сердечнику. Вихрові струми створюють вторинне магнітне поле, яке протистоїть первинному магнітному полю. Зонд виявляє зміну імпедансу. Різниця фазового кута між переданим і прийнятим сигналом залежить від відстані підйому, яка є відстанню між зондом і металом. Для не-магнітних металів (Incoloy, титан, нержавіюча сталь) ефект відриву- є лінійним із відстанню для зазорів від 0 до 3 мм. Отриманий фазовий кут можна безпосередньо перетворити на товщину PFA шляхом калібрування за допомогою прокладок PFA відомої товщини.

Метод заснований на використанні вологого PFA (рідина не-проводить і не-магнітна, тому не заважає). Датчик можна використовувати на вологій нагрівальній поверхні під час експлуатації, однак найбільша точність досягається на чистій сухій поверхні.

Процес калібрування
Отримайте калібрувальний блок. Шматок такого ж металевого сердечника (Incoloy тощо) з плоскою поверхнею. Або використовуйте холодний кінець нагрівача (товщина відома з виробництва).

Помістіть прокладки PFA певної товщини (0,5 мм, 1,0 мм, 1,5 мм, 2,0 мм, 2,5 мм) між зондом і металевим блоком.

Запишіть фазовий кут для кожної товщини. Побудуйте графік фази та товщини (має бути лінійним).

Перевірте лінійність R2 > 0,99 Для титанових сердечників лінійний діапазон становить 0,5–2,5 мм. Для Incoloy 0,5-3,0 мм.

Створіть таблицю пошуку або лінійне рівняння: Товщина=mx (фаза) + b

Процедура вимірювання
Крок Дія
1 Очистіть поверхню PFA у місці вимірювання (видаліть накип, біоплівку) - м’яке протирання підходить.
2. Використовуйте невеликий шар води або гелю (щоб гарантувати акустичний контакт - ECT не потребує контакту, але регулярний контакт покращує повторюваність).
3 Розмістіть зонд перпендикулярно до поверхні нагрівача. Для вигнутих нагрівачів (зазвичай 25 мм OD) використовуйте контурний наконечник зонда або зробіть багато показань по окружності та середнє значення.
4 Запишіть фазовий кут (3-5 вимірювань).
5 Товщина з калібрувальної кривої.
6 Позначте точки вимірювання постійним маркером, щоб відстежувати зміни з часом.
Обмеження та точність
Коментарі щодо продуктивності параметра
Діапазон товщин 0,3–3,0 мм. За межами цього діапазону, не-лінійний
Точність ±0,05–0,10 мм Потрібне калібрування
Повторюваність ±0,03 мм на тому самому місці
Мінімальний розмір плями діаметром 5 мм Ефекти країв на маленьких ділянках
Ефект металевого сердечника Потрібно відкалібрувати кожен сплав. Incoloy, Ti, SS мають різну провідність
Температурний вплив Зміщення > 60 градусів Коли він має кімнатну температуру (вимкнено та охолоджено)
Ефект кривизни Похибка до 0,1 мм для зовнішнього діаметра 25 мм. Використовуйте вигнутий зонд або середнє 3 положення
Приклади додатків
Сервісне середовище Прогнозована швидкість розрідженняПеревірка Частота Дія, коли товщина<
Чиста вода<0.05 mm/year Yearly 1.0 (replace)
Абразивний шлам (кремнезем, 2 м/с) 0,2–0,5 мм/рік Щоквартально 1,2 мм (запланована заміна)
Кислий хімікат (30 % HCl, 80 градусів) 0,05–0,15 мм/рік (проникнення, а не ерозія) Пів-щороку 1,0 мм (стежте)
High temperature (>150 градусів )|Розрідження повзучості|Кожні 6 місяців|1,5 мм (ризик розриву)
Резервуар для ультразвукового очищення 0,1-0,3 мм/рік ерозія Щоквартально 1,0 мм
Приклад поля
Нагрівачі PFA у кварцевому піску (2,5 м/с, 30% твердих речовин) у циклі шламу для видобутку. «Раніше ми замінювали нагрівачі кожні 12 місяців як профілактичний захід. Ми знаходили, що деякі нагрівачі все ще товсті (1,8 мм), а інші майже перфоровані (0,4 мм). Вимірювання товщини ECT проводилися кожні 3 місяці. Через 9 місяців один нагрівач становив 0,7 мм (з 2,0 мм нових), інші були 1,4-1,6 мм. Замінили тонкий нагрівальний елемент. Інші пішли на 18 місяців. Завод заощадив 5000 доларів на рік на непотрібних замінах і запобіг катастрофічній поломці тонкого нагрівача.

Рекомендації щодо обладнання
Відповідні портативні вихрострумові товщиноміри на металі (PFA-на-металі) включають:

Olympus (Evident) 45MG із калібруванням підйому-

ECP10 Зонд Fischer FMP20

Elcometer N800 (набір для-непровідного покриття на металі)

Вартість: $3000-6000 за простий манометр, обладнаний зондом. Навчання: 1-2 дні. Інвестиція окупається за 1-2 роки завдяки зменшенню кількості непотрібних замін обігрівачів і запобіганню поломкам.

Висновок: ECT для товщиноміру та калібрування
Залишкову товщину стінки PFA на встановлених нагрівачах можна визначити не-руйнівно з точністю $\\pm 0,05–0,10$ мм за допомогою вихрового струмового контролю. Метод не-руйнівний для води та накипу, займає секунди на одну точку та не потребує зливу резервуару. Калібруйте за відомими стандартами товщини, компенсуйте кривизну та виконуйте вимірювання щоквартально або щорічно. Використовуйте ECT, замінюйте нагрівачі на основі фактичної залишкової товщини стінки, а не календарного часу. Це подовжує термін служби обігрівача, де це практично, і дозволяє уникнути несподіваних поломок, де є сильна ерозія. Для абразивного, корозійного або високотемпературного використання ECT є найкращою технологією прогнозованого обслуговування. Вимірювання товщини Передбачення заміни Економія грошей Зонд знає, скільки там PFA. Не припускайте. Виміряти.