Как да открием и измерим дебелината на стената на PTFE тръба на- място с помощта на ултразвукова сонда?

Първата стъпка в прогнозирането на експлоатационния живот и избягването на неочакван отказ е да се знае точната оставаща дебелина на стената на PTFE тръба в топлообменника. Постепенното отслабване поради ерозия, проникване или дългосрочно-химическо излагане не може да бъде идентифицирано чрез визуална проверка. Използвайки правилно калибриран ултразвуков дебеломер и използвайки нежен, контролиран подход, дебелината на стената на тръбата може да бъде измерена отвън, докато тръбата остава на място в снопа на топлообменника.

Тази in situ ултразвукова техника за измерване на дебелината на стената на PTFE тръба се превърна във важно решение за прогнозна поддръжка за химическо и термично оборудване с висока стойност, когато изследването при спиране е скъпо или нежелателно.

Значение на измерването на място на дебелината на стената на PTFE тръба
PTFE тръбите обикновено се използват за химически враждебни топлообменници поради отличната си устойчивост на корозия. Но в дългосрочен план стените са подложени на постепенно изтъняване поради:

Индуцирана ерозия на потока

Локализирана турбуленция в точките на контакт с преградата.

Ефекти от химическо проникване

Износване поради механични вибрации

Абразия на частици в работни течности

Разграждането на PTFE често става бавно и равномерно, така че ранният стадий на изтъняване често не е визуално видим от външно наблюдение.

Прецизните-измервания на място позволяват:

Локализирано ранно откриване на износване

Прогнози за оставащия живот

Откриване на високо-зони на стрес

Планове за поддръжка преди повреда

Принцип на ултразвуково измерване на дебелината на стената
Ултразвуковото измерване на дебелината включва предаване на високочестотен акустичен импулс в материала и измерване на времето за връщане на ехото от далечната стена.

Този подход е разработен за PTFE тръби поради акустичните качества на PTFE.

Изискване за високочестотна сонда
Високочестотна ултразвукова сонда обикновено в обхвата на:

10-20 MHz

се използва за достатъчна разделителна способност за тънки полимерни стени.

На тези честоти:

Дължина на вълната е достатъчно къса, за да раздели тънки части от PTFE

Подобрена дефиниция на сигнала

Подобряване на яснотата на ехото на задната стена

Ултразвуковият импулс се превръща в малък сонарен звук, отразяващ се от задната стена на скрития полимер и обратно към сондата.

Калибриране на скоростта на звука на PTFE
Точното измерване зависи много от правилното калибриране на скоростта на звука в конкретния PTFE материал.

Процес на калибриране
Калибрирането обикновено се извършва с:

PTFE референтна проба.

Известна е дебелина от същата партида

Управлявана среда

Записаното време-на-полет се сравнява с известната дебелина и оборудването се калибрира, за да отчете правилната акустична скорост за този конкретен клас PTFE.

Без подходящо калибриране може да има значителни неточности в измерването поради разлики в:

Плътност

Пълнежно вещество

История на обработката

Температурни спецификации

Метод на измерване и използване на сондата
Подготовка на повърхността
Малко количество ултразвуков свързващ гел се поставя върху външната повърхност на тръбата за ефективно предаване на звука.

Свързването е важно, тъй като въздушните междини предизвикват значително отслабване на ултразвуковите вълни.

Поставяне на сондата
Обикновено се избира дву{0}}елементна сонда, която включва:

Отделен предавателен кристал.

Отделно приемане на кристали

Тази подредба позволява по-добра яснота на сигнала и е особено полезна за тънкостенни или силно затихващи материали като PTFE.

Сондата се притиска леко върху повърхността на тръбата, за да се избегне изкривяването на доста мекия полимер.

Събиране на данни
На всяко място за измерване се правят няколко отчитания, когато е на място.

Инструментът показва дебелината на стената директно в mm, като използва калибрираната скорост на звука и измереното време-на-полет.

Карта на дебелината на стената на тръбата в пакета
Измерванията се правят рутинно на различни аксиални и периферни места по дължината на всяка тръба.

Това дава възможност да се идентифицират:

Локализирано изтъняване около опората на преградата

Модели на износване от удар на течност

Асиметрични зони на ерозия

Ранни точки на отказ

Чрез вземане на много показания на различни места може да се генерира профил на дебелината за всяка тръба.

Типични източници на грешка при измерване
In situ точно ултразвуково измерване на дебелината на стената на PTFE тръба е много зависимо от техниката и околната среда.

Проблеми с качеството на съединителя
Лошото нанасяне на гел или задържан въздух може да причини:

Връщане на слаб сигнал

непостоянно четене

Стойностите на дебелината са неразбрани

Сондата не е подравнена
Грешен ъгъл на сондата може да причини:

Отражение на сигнала

Намалена сила на ехото

Непоследователни данни 2.

Ефекти от състоянието на повърхността
Замърсяване на повърхността на тръбата като:

Химически преципитати

Окисляващи филми

Механично износване на текстурата

може да повлияе на предаването на сигнала.

Температурни ефекти
Скоростта на звука в PTFE е слабо зависима от температурата и ако не се коригира, може да повлияе на точността на теста.

Предимства на ултразвуковото измерване-на място
Ултразвуковото-изследване на място предлага значителни оперативни предимства пред деструктивните подходи.

Проверка без проникване
Измерванията се правят без

Отстраняване на тръби

Изключване на системата (определени обстоятелства)

Разглобете разглобяването

Възможност за предсказуема поддръжка
Мониторингът на моделите на постепенно отслабване на стените във времето позволява:

Прогнозиране на експлоатационния живот

Планиране на планиране на поддръжката

Намалено непланирано време на престой

Насочени инспекции
Възможно е да се идентифицират специфични зони с високо износване, така че подмяната на проблемните тръби да може да бъде насочена, вместо да се обединява цялата подмяна.

Ограничения на техниката
Но има присъщи ограничения на ултразвуковото измерване на дебелината, независимо от предимствата.

Необходима е компетентност на оператора

Чувствителен към естеството на свързването

По-ниска точност при трудни извити или недостъпни повърхности

Може да са необходими актуализации на калибрирането за различни степени на PTFE

Затихването на сигнала е по-голямо в стени с несъвършенства

Следователно е необходим внимателен процедурен контрол, за да се получат валидни резултати.

Приложения в химически топлообменник
Този подход често се използва в:

Топлообменници за киселинно охлаждане

Системи за възстановяване на разтворители

Обработващи единици полимер

Топлообменници за фармацевтични продукти

Системи за обработка на корозивни химикали

При тези настройки PTFE тръбите често са единственият избор на материал, поради което наблюдението на състоянието е жизненоважно.

Резюме
Ултразвуковият-наблюдение на дебелината на стената на място е един от най-стабилните инструменти за прогнозна поддръжка за PTFE топлообменници. Дебелината на стената може да се измери направо през външната страна на тръбата, без да разглобявате оборудването или да прекъсвате работата с калибрирана високо-честотна ултразвукова сонда.

Когато се прилага за ултразвуково измерване на дебелината на стената на PTFE тръба на място, подходът превръща неоткриваем процес на разграждане в измерима и проследима метрика. Ерозията и изтъняването са постепенни процеси и се развиват в наблюдавани модели, а не в неочаквани повреди.

Ултразвуковата оценка на дебелината осигурява най-ценната диагностика, тъй като може да ви даде представа за предстоящите неща, показвайки ви колко защитна бариера ви остава, преди да трябва да предприемете действия.