Как да откриете изтичаща тръба с помощта на прост, евтин ултразвуков детектор за течове?

Миниатюрна, плачеща дупчица в PTFE тръба, дълбоко в снопа на топлообменника, е тих крадец на продукт и производителност. Воден тест или тест за боядисване, за да се установи, че е разхвърлян, отнема много време и обикновено е неубедителен при много малък теч. Нова порода евтини, преносими ултразвукови детектори за течове могат да „чуят“ невидимото. Турбулентността на газ под високо налягане, изхвърлящ дори най-малката дупчица, създава отчетливо, високочестотно ултразвуково съскане, много извън обхвата на човешкия слух. Чувствителният микрофон и веригата на детектора преобразуват ултразвуковия писък в звуков тон и видими показания на измервателния уред. Техникът просто сканира въздуха около подозрителния участък и може да локализира точния източник на теча.

Предизвикателството: малък теч на тръба в PTFE обменник
PTFE кожух-и-тръбни топлообменници обикновено се използват в корозивни приложения, включително линии за ецване с киселина, химическа обработка и производство на полупроводници. Една изтичаща тръба може да доведе до кръстосано-замърсяване между флуидите от-кожуха и -тръбната страна, което води до влошаване на продукта, корозия на оборудването надолу по веригата или проблеми с околната среда. Това е класическа задача за обслужване на място да се намери конкретната изтичаща тръба от стотици.

Основните недостатъци на традиционните подходи са:

Хидростатичен тест (напълване с вода): Страната на корпуса се пълни с вода и се поставя под налягане. Водните капки означават течове. Въпреки това, PTFE е леко порест и може да поеме вода, което води до фалшиви признаци. След това снопът трябва да се изсуши, процес, който отнема часове.

Тест за проникване на багрило: Нанася се флуоресцентно багрило и снопът се гледа под UV светлина. Това е мръсно, има нужда от добро почистване и PTFE може да попие багрилото.

Тест със сапунени мехури: Напръскайте тръбния лист със сапунен разтвор. Мехурчетата показват теч. Това работи, но е бавно при големи натоварвания и оставя остатъци от сапун.

Има чиста, бърза, не{0}}инвазивна алтернатива: ултразвуков детектор за течове.

Как функционира ултразвуков детектор за течове
Ултразвуковият метод за откриване на течове с PTFE обменна тръба се основава на основен принцип на динамиката на флуидите, а именно турбулентния поток на газ под налягане през много малък отвор (дупка или пукнатина). Тази турбуленция произвежда широк диапазон от звук, включително голяма част от ултразвуковия честотен диапазон, обикновено 20-100 kHz, което е над максималната граница на човешкия слух (около 20 kHz).

Ултразвуковият детектор за течове включва:

Чувствителен към ултразвукова честота насочен микрофон (често параболичен рефлектор или фокусиран вълновод).

Сигналният процесор премахва нискочестотния фонов шум (мотори, помпи, разговори и т.н.) и превръща ултразвуковия сигнал в звуков тон (хетеродиниране).

Слушалки за слушане на трансформирания тон.

Визуален дисплей (LED лентова графика или LCD) на силата на сигнала.

Насочете микрофона към изтичане на газ и детекторът издава съскащ или бърз звук в слушалките и измервателният уред се изкачва. Звукът спира, когато се насочи настрани. Микрофонът е насочен, позволявайки на потребителя да „влезе“ в конкретния източник.

Детекторът е електронно ухо,-подобно на прилеп, което може да чуе тихия, свръхзвуков писък на малък теч под високо-налягане.

Процедура за откриване на теч стъпка по стъпка
Следният метод се изпълнява върху PTFE кожухотръбен топлообменник, който е изведен от работа, източен и отделен.

Стъпка 1: Конфигурирайте обменника
Отцедете изцяло страната на черупката. Всяка течност, останала вътре в черупката, ще отслаби ултразвуковия сигнал и може да попречи на откриването.

Изолирайте страната на тръбата от прикрепения тръбопровод. Страната на тръбата е отворена към атмосферата (налягане, равно на атмосферното).

По възможност изсушете чепката. За важни приложения, кратка струя топъл, сух въздух през страната на корпуса ще премахне влагата.

Стъпка 2: Налягане на газа от страната на корпуса
Страната на корпуса е свързана с чист, сух инертен газ (сгъстен въздух, азот или аргон). Налягането на газа се повишава до стойност, която ще произведе забележима струя през всеки отвор, но не над безопасното работно налягане на топлообменника. Типичното изпитвателно налягане е 10-30 psi (0,7-2 бара). По-високото налягане дава по-силен ултразвуков сигнал, но може да има риск от повреда на PTFE тръби или уплътнения.

Налягането трябва да е стабилно и да се поддържа по време на изпитването. Ако течът е от страната на корпуса, налягането ще падне. Ако течът е малък, може да е необходимо постоянно подаване, за да се поддържа високо налягането.

Стъпка 3: Конфигурирайте ултразвуков детектор за течове
Поставете нови батерии и тествайте детектора, като използвате известен теч, като малка дупка в парче тръба, за да определите дали работи.

Поставете слушалките и регулирайте силата на звука до удобно ниво.

Ако е възможно, адаптирайте честотния филтър към общия диапазон за изтичане на газ (често 35-45 kHz). Някои детектори разполагат с фиксиран филтър.

Нулирайте измервателния уред или задайте чувствителността така, че фоновият ултразвуков шум (напр. от флуоресцентни лампи или изтичане на въздух под налягане другаде) да дава ниско, непрекъснато отчитане.

Стъпка 4: Проверете страната на тръбния лист
Техникът стои на лицето на тръбния лист, края на пакета, където могат да се видят тръбите. Микрофонната пръчка на детектора се премества внимателно по лицето, минавайки през всеки отвор на тръбата. Сканирането се извършва на разстояние 5–15 mm от краищата на тръбата. Пръчката се поставя точно във всяка тръба.

За стегната тръба без{0}}теч: Без промяна в тона на слушалките или показанията на измервателния уред на детектора. Няма газова струя, следователно няма ултразвуков сигнал.

Ако тръбата изтича: През слушалките се чува забележимо съскане или шум. Глюкомерът регистрира по-високо показание." Звукът продължава, докато изтича газ. Преместете пръчката наоколо, докато звукът стане най-силен, и ще намерите перфектната тръба. Дефектната тръба може да бъде маркирана с маркировка (напр. „Ред 4, тръба 17")

Стъпка 5: Потвърдете и запишете
Повторно -сканирайте съмнителната тръба под малко по-различен ъгъл, за да потвърдите сигнала.

Сравнете със съседни тръби, за да избегнете фалшив положителен резултат от теч наблизо.

Запишете местоположението и показанията на измервателния уред (като относителна мярка за размера на теча). Големият теч създава мощен силен сигнал. Много малка дупка създава по-слаб периодичен сигнал.

4. Дехерметизирайте страната на корпуса, преди да извършвате ремонтни работи.

Подходът е чист, много бърз, не{0}}инвазивен и не използва никакви химикали. Сканирането на пълен пакет от 500 туби отнема 10-15 минути.

Техническа коректност: параметри и ограничения
Диференциалното налягане е ключово
Ултразвуковото откриване е най-ефективно, когато има голяма разлика в налягането в теча. В случай на изтичане на тръба, страната на корпуса е под налягане (да речем 2 бара), а страната на тръбата е под налягане на въздуха (0 бара). Диференциалът от 2 бара образува звукова или дозвукова струя, която произвежда ултразвук. Ако диференциалът е твърде нисък (напр. . 0.1 bar), скоростта на газа може да не е достатъчно висока, за да даде забележим сигнал. Ние предлагаме минимална разлика от 0,5 бара (7 psi), като 1-2 бара е най-добрият.

Случай на газова среда
Методът включва изтичане на газова среда. Течностите (вода, масло), протичащи през малка дупка, не произвеждат значителен ултразвук (но могат да издадат известен шум от мигане, ако налягането е достатъчно високо). Следователно страната на корпуса трябва да се дренира и да се постави под налягане с газ, обикновено сух въздух или азот. Никога не опитвайте този тест със страна, пълна с течност.

Филтриране и фонов шум
Промишлените предприятия са шумни места. Въпреки това фоновият шум, т.е. двигатели, помпи, вентилатори, вибриращо оборудване, е концентриран в звуковия честотен диапазон (под 20 kHz). Електронният филтър на ултразвуковия детектор за течове филтрира тези по-ниски честоти и позволява преминаването само на сигнали над предварително определен праг (напр. . 35 kHz). Това дава на детектора висок имунитет към шума от растенията. Въпреки това, следните източници могат да се намесят:

Други течове на газ под налягане наблизо (напр. линии за сгъстен въздух, пневматични клапани). Те трябва да бъдат временно изключени или детекторът да се използва, когато има ниска активност.

Ултразвукови заварчици или чистачи (в същата сграда). Те генерират силен ултразвук и могат да бъдат забелязани от голямо разстояние. Тестът трябва да бъде планиран, докато такова оборудване не се използва.

Баласти за флуоресцентна светлина (по-ранни магнитни типове) ултразвуков шум. Сканирането може да се извърши при изключени светлини или защитен детектор, детекторът може да бъде чувствителен към тях

Размер на теча и чувствителност
Повечето ръчни ултразвукови детектори за течове могат да открият течове на газ до 0,1 стандартен кубичен фут на час (приблизително 0,0028 m3/h) при оптимални условия. Това е около скоростта на изтичане на PTFE обменна тръба с 0,1 mm отвор при налягане от 2 бара. По-малките течове (напр. микро-пукнатини) може да не доведат до достатъчно ултразвук, за да бъдат открити. В такива случаи може да е необходимо по-чувствително оборудване (напр. сензор за акустична емисия) или различен подход (напр. намаляване на налягането). Въпреки това, за повечето приложения за обслужване на място ултразвуковият подход открива по-голямата част от изтичащите тръби, които влияят на ефективността на процеса.

Съвети за безопасност
Защита на слуха. Детекторът е снабден със слушалки, които ви позволяват да изключите силния шум от растението. Въпреки това, ако детекторът се използва без слушалки, звуковият тон може да бъде достатъчно силен, за да причини увреждане на слуха, ако се използва с висока интензивност за продължителни периоди от време. Следвайте инструкциите за безопасност на производителя.

Газ под налягане: Страна на корпуса под налягане. Уверете се, че всички връзки са стегнати и налягането не надвишава номиналното ниво на топлообменника. Купете регулатор на налягането. Не стойте директно пред тръба, ако налягането може да доведе до изхвърляне на остатъци.

Избор на газ: Ако използвате азот или друг инертен газ, уверете се, че имате добра вентилация, за да избегнете изместването на кислорода. Не използвайте запалими газове.

Предимства пред други методи за откриване на течове
Метод Clenliness Скорост Оборудване CostPost-Тест Почистване Фалшиви положителни резултати
Ултразвуково устройство за откриване на теч Много чисто (без химикали). Много бързо (минути/пакет) Ниско-умерено (300-300-1500) Ниско (с достатъчно филтриране)Никой
Хидростатично пълнене с вода Мокро, трябва да изсъхне Бавно (часове плюс време за сушене) Помпа, маркуч, ниско Необходимо е сушене Умерено (проникване)
Проникващо багрило Dirty Slow Low (багрило, UV лампа) Тежко почистване Ниско
Сапунен мехур Чисти, но оставя малко остатъци Бавно за големи снопове Много ниско (сапунен разтвор) Ниско отстраняване на сапун
Манометър за затихване на налягането Чисто Индиректно (само локализира, не определя точно) Умерено (манометър) Няма (без местоположение) Няма
Ултразвуковият детектор е идеално подходящ за настройка на полеви услуги, когато времето е ограничено и чистотата е критична (фармацевтични, полупроводникови или хранителни обменници).

Практически пример: Намиране на дупка в топлообменник на линия за ецване
PTFE корпус-и-тръбен обменник, за който се подозира, че изтича в линия за декапиране на стомана. Страната на черупката съдържа 15% HCl при 80 градуса; страната на тръбата съдържа охлаждаща вода. Изтичането на вода показва малък спад на рН, което показва киселинен пробив. Връзката се сваля, отцежда се и се поставя върху опори. Страната на корпуса е под налягане със сгъстен въздух до 15 psi (1 бар). Включен е ултразвуков детектор за течове на стойност $600. Техникът сканира тръбния лист и чува отчетливо съскане от тръба #83. Глюкомерът отчита 80% от скалата. Тубата е етикетирана. Последващото отстраняване потвърждава 0,2 mm дупка за щифт от механична абразия. Тръбата се запушва и топлообменникът се връща в експлоатация. Диагностиката е завършена за 20 минути.

Заключение: Слушайте Invisible за бързо и надеждно откриване на течове
Простият ултразвуков детектор за течове е мощен, модерен и високоефективен инструмент за локализиране на изтичаща тръба в PTFE сноп. Той преобразува отнемащ време-химически тест в бързо електронно сканиране. Чрез херметизиране на страната на черупката с газ и сканиране на лицето на тръбния лист с преносим детектор, високочестотното свистене дори на много малка дупка бързо се преобразува в звуков тон и визуално отчитане. Подходът е чист, не-инвазивен, не изисква химикали или време за сушене и работи в шумни производствени условия благодарение на електронното филтриране. В полеви условия ултразвуковият детектор за течове е избраното от сервизния специалист устройство за бързо и надеждно локализиране на течове в тръби в PTFE топлообменници.

Най-добрите диагностични инструменти са тези, които могат да слушат невидимото. Не можете да видите малък съскащ теч в плътен пакет от PTFE листове, но можете да го чуете-с прилеп-като електронно ухо, което превръща безшумния проблем в ясен, неоспорим сигнал.