Jak detekovat a kvantifikovat interní Shell-proud bočního bypassu pomocí termovize?

Uvnitř černého utěsněného pláště PTFE tepelného výměníku je neviditelná vnitřní netěsnost, která snižuje výkon. Kapalina-na straně pláště obtéká svazek trubek přes vadné rozhraní přepážky nebo poškozené těsnění a nesleduje požadovaný směr toku. Výměník stále běží, tlaky jsou normální a venku nedochází k žádnému úniku." Zlomek procesní kapaliny však zkratuje- přímo k výstupu, a proto se tepelná účinnost tiše snižuje. Naštěstí tato skrytá objížďka zanechá na vnější straně pláště tepelnou stopu, diskrétní tepelný vzor, ​​který dokáže chytrá infračervená kamera detekovat, aniž by narušila jediný šroub.

Tepelné zobrazování se stalo známou jako jedna z nejúčinnějších -invazivních diagnostických technik k odhalení problémů s bočním bypassem v PTFE výměnících tepla za podmínek živého procesu.

Pochopení obtokového toku na straně pláště
Ve správně fungujícím výměníku pláště a trubek je kapalina na straně pláště tlačena-, aby proudila přes svazek trubek v řízeném vzoru nastaveném přepážkami a těsnícími systémy.

Tento crossflow pohyb je důležitý, protože:

Maximalizuje přenos tepla

Preferuje turbulence

Odstraňuje stojatou vodu

Zvyšuje tepelnou účinnost

Zajišťuje jednotné použití pláště

Jak se obtok vyvíjí, určitá část tekutiny na straně pláště zcela obchází zamýšlený průtokový kanál.

Kapalina neprochází přes PTFE trubice, ale vystupuje skrz

Poškozená těsnění přepážky

Mezery mezi přepážkami a stěnou pláště

Selhaly přepážkové desky

Vnitřní součásti jsou zkorodované

Rozhraní svazku nejsou správně usazena

Unikající proud se řítí směrem k výstupu s malým smysluplným přenosem tepla.

Jak funguje termální zobrazování
Obtokový proud tvoří lokální teplotní anomálii v plášti výměníku.

Obtékaná tekutina má stále velmi odlišnou teplotu než prostředí pláště, a proto má stěna ocelového pláště nad nepoctivým proudem jiné rozložení povrchové teploty.

Termokamera vidí ducha zlotřilého proudu, namalovaného teplem na kůži skořápky.

Tato teplotní disparita je patrnější při posunu řízené procesní teploty.

Vytvořte změnu teplotního kroku
Nejlepším způsobem diagnostiky je záměrně vyvolat rychlou změnu teploty na bočním vstupu pláště-.

Zde je několik příkladů:

Studená voda versus teplá voda

Zavedena teplejší procesní kapalina

Krátkodobá úprava teploty-přívodu chladicí vody

Změna parametrů recirkulační smyčky

Účelem je vytvořit tepelnou frontu šířící se ve výměníku tepla.

Význam řízených teplotních změn
Změna teploty by měla být dostatečná k vytvoření zřetelného tepelného kontrastu na vnější straně pláště.

Teplotní přechod však nesmí být příliš agresivní.

Systémy PTFE trubek mají nižší toleranci k rychlému tepelnému šoku než systémy kovových trubek. Nadměrné změny teplot mohou vést k mimořádnému mechanickému namáhání svazku výměníků.

Pro bezpečnou diagnostiku je tedy vhodnější mít mírný, ale zřetelný teplotní krok.

Provádění tepelného skenování
Infračervená kamera s vysokým{0}}rozlišením neustále snímá povrch vnějšího pláště, jakmile dojde ke změně teploty.

Zdravý tepelný vzor výměníku tepla
Normálně pracující výměník zpravidla ukazuje:

Konstantní teplotní gradient

Pomalé tepelné přechody

Rovnoměrný rozptyl tepla po celé délce pláště

Rovnoměrný tepelný pokles od vstupu k výstupu

Teplota povrchu pláště se mění pomalu během typického vedení tepla svazkem.

Bypass Stream Thermal Signature
Obtok na straně shellu vypráví úplně jiný příběh.

Termografický sken ukazuje jiný obrázek:

Nepřetržitý horký pás

Chladný kanál po skořápce

Omezená tepelná záplata.

Teplotní vzorec, který není symetrický

Rychlé šíření tepla do oblasti odtoku

Tato anomálie sleduje cestu obtékající tekutiny, jak je odváděna kolem svazku trubek.

Za vážných okolností může tepelný podpis přejít téměř přímo od vstupu k výstupu.

Rozlišení mezi lokalizovaným a obecným únikem
Klíčovou výhodou přístupu detekce bočního bypassu PTFE tepelného zobrazování na plášti je schopnost rozlišovat mezi různými typy poruch.

Generalizovaný únik přes přepážku
Velké vnitřní netěsnosti se projeví takto:

Teplotní anomálie jsou rozšířené

Tepelný nátěr, široký

Celkově nižší tepelná rovnoměrnost

Mnoho překrývajících se horkých nebo studených míst

Tento vzor může být způsoben stářím těsnění nebo celkovou degradací vnitřních částí výměníku.

Lokalizované přemostění selhání
Jedno vadné těsnění nebo poškozená přepážka obvykle způsobí:

Tenká tepelná čára

Dobře definovaný kanál.

Studené horké oblasti koncentrace

Různé signatury směrového toku

Toto lokalizované chování umožňuje personálu údržby výrazně zmenšit velikost oblasti kontroly před odstavením.

4.4. Kvantifikace závažnosti bypassu
Termovize je víc než jen hledání chyby. Může také získat odhadovaný odhad závažnosti v kontrolovaném prostředí.

Kvalitativní hodnocení
V mnoha průmyslových scénářích je kvalitativní obraz adekvátní k potvrzení:

Existence bypassového toku

Umístění bypassu (cca)

Relativní intenzita úniku

Postup zhoršování s časem

Tyto informace často postačují k odůvodnění plánované činnosti údržby.

Tepelná analýza, kvantitativní
Sofistikovanější analýza může odhadnout:

Relativní podíl obtokového průtoku;

Velikost rozdílu teplot

Stupeň zhoršení přenosu tepla

Tepelná rychlost šíření

Pro kvantitativní měření je zapotřebí několik faktorů:

Kalibrovaná infračervená kamera

Známá nasákavost stěny skořepiny

Stabilní podmínky prostředí

Jednotné pozorovací úhly

Procesně řízené teploty

Pro měření teploty je nutná korekce emisivity, ale vizuální vzory jsou stále relevantní pro diagnostiku.

Výhody oproti konvenčním kontrolním metodám
Rutinní{0}}postranní kontrola obvykle vyžaduje:

Výměník je vypnutý

Izolace a drenáž

odstranění svazku

Slepá demontáž

Dlouhotrvající výpadek

Termovizní zobrazení mnoha těmto přerušením zabrání.

Výhody neinvazivní diagnostiky
Hlavní provozní výhody jsou:

Funkce online kontroly

Žádné zastavení výroby

Rychlá detekce závady

Snížená nejistota v plánech údržby

Včasná detekce poruchy

Vylepšené zacílení oprav

Místo nahodilého stahování výměníku může servisní četa naplánovat konkrétní opravy pro příští plánovanou odstávku.

Faktory ovlivňující kvalitu obrazu
Jasnost podpisů tepelného bypassu ovlivňuje několik praktických problémů.

Stav povrchu skořepiny
Barva, oxidace, vlhkost a stav izolace ovlivňují chování infračervené emisivity.

Okolní proudění vzduchu
Vysoké rychlosti proudění vzduchu přes plášť mohou způsobit zkreslení teplot vnějšího povrchu.

Odstranění izolace
Často je nutné odstranit dočasné stínění, aby bylo možné přesně naskenovat holý povrch pláště.

Doba tepelné stabilizace
Musí uplynout dostatek času, aby se teplotní fronta rozšířila skořápkou a vytvořila viditelný kontrast na vnější straně.

Aplikace v systémech výměníků tepla z PTFE
Termovizní diagnostika je zvláště užitečná pro PTFE výměníky, protože agresivní invazivní kontrolní postupy nelze vždy aplikovat na polymerové zkumavky.

Mezi běžné použití patří:

Zařízení pro chemické procesy

Chladicí okruhy kyselina.

Tepelné výměníky s rekuperací rozpouštědel

Stroje na povrchovou úpravu

Chlazení polovodičového procesu

Tepelné systémy ve farmacii

Zejména za těchto podmínek musí být zachována doba provozuschopnosti a musí být diagnostikovány skryté tepelné ztráty.

Závěr
Tepelné zobrazování poskytuje výkonný bez{0}}kontaktní, neinvazivní nástroj{1}} k odhalení skrytých bočních obtokových proudů-proudu v PTFE výměnících tepla. Tepelné vzory na vnější straně pláště lze použít k rychlému a přesnému zobrazení cest obtokového toku, aniž by bylo nutné otevírat zařízení aplikací řízené skokové změny teploty.

PTFE V širší oblasti detekce bočního bypassu pláště v tepelném zobrazování poskytuje tato metoda rychlé vizuální potvrzení vnitřního úniku, určuje konkrétní oblasti selhání a umožňuje posouzení úrovně poklesu tepelného výkonu. Průhledné horké nebo studené pruhy na povrchu pláště jsou obvykle dobrým ukazatelem toho, kde přesně kapalina uniká účinnou regulací průtoku.

S pokračujícím vývojem průmyslových diagnostických technologií se termovize stává stále více operační rentgenovou vizí pro procesní zařízení. V mnoha případech jsou nejužitečnějšími nástroji pro odstraňování problémů ty, které dokážou diagnostikovat stav, aniž by bylo nutné nejprve ukončit proces.