Как да открием и количествено определим поток от страничен байпас на вътрешната обвивка-с помощта на термично изображение?

Вътре в черната запечатана обвивка на PTFE топлообменник, невидим вътрешен теч открадва производителността. Течността от-страни на черупката заобикаля тръбния сноп през повреден интерфейс на преградата или повредено уплътнение и не следва желаната посока на потока. Топлообменникът все още работи, налягането е нормално и няма изтичане навън." Въпреки това, част от технологичния флуид прави късо-вериги директно към изхода и следователно топлинната ефективност тихо намалява. За щастие, това скрито отклонение оставя топлинна следа от външната страна на корпуса, дискретен топлинен модел, който проницателна инфрачервена камера може да открие, без да наруши нито един болт.

Термичното изображение е станало известно като една от най-ефективните не-инвазивни диагностични техники за откриване на проблеми със страничния байпас на корпуса в PTFE топлообменници при условия на жив процес.

Разбиране на байпасния поток от страната на корпуса
В правилно работещ кожухотръбен топлообменник течността-от страната на корпуса се избутва да тече през тръбния сноп по контролиран модел, създаден от прегради и уплътнителни системи.

Това кръстосано движение е важно, тъй като:

Максимизира предаването на топлина

Предпочита турбуленцията

Отстранява застояла вода

Повишава топлинната ефективност

Гарантира, че черупката се използва равномерно

Докато байпасът се развива, част от течността от страната на черупката напълно заобикаля предвидения канал за поток.

Течността не преминава през PTFE тръбите, а излиза през тях

Уплътненията на преградите са повредени

Пропуски между преградите и стената на корпуса

Неуспешни преградни плочи

Вътрешните компоненти са корозирали

Интерфейсите на пакета не са поставени правилно

Изтичащият поток се втурва към изхода с малко значим пренос на топлина.

Как работи термичното изображение
Байпасен поток образува локална температурна аномалия в корпуса на топлообменника.

Обходният флуид все още е с много различна температура от околната среда на черупката и следователно стената на стоманената обвивка над измамния поток има различно разпределение на повърхностната температура.

Термокамерата вижда призрака на измамното течение, изрисуван в топлина върху кожата на черупката.

Това температурно несъответствие е по-очевидно при промяна на контролираната температура на процеса.

Създайте стъпкова промяна на температурата
Най-добрият начин за диагностициране е целенасоченото предизвикване на бърза промяна на температурата на входа-от страната на корпуса.

Ето няколко примера:

Студена вода срещу топла вода

Въведена е по-гореща технологична течност

Температурно кратко{0}}регулиране на подаването на охлаждаща вода

Промяна на параметрите на рециркулационния контур

Целта е да се създаде топлинен фронт, разпространяващ се в топлообменника.

Значението на контролираните температурни промени
Температурната промяна трябва да е достатъчна, за да се получи отчетлив топлинен контраст от външната страна на черупката.

Температурният преход обаче не трябва да бъде твърде агресивен.

PTFE тръбните системи имат по-ниска толерантност към бърз топлинен удар от металните тръбни системи. Прекомерните температурни промени могат да доведат до допълнителни механични натоварвания върху снопа на топлообменника.

Така че за безопасна диагностика е за предпочитане да има умерена, но ясно изразена температурна стъпка.

Провеждане на термично сканиране
Инфрачервена камера с висока-резолюция постоянно сканира повърхността на външната обвивка, след като температурната промяна започне.

Здравословен термичен модел на топлообменника
Като правило, нормално работещ обменник показва:

Постоянен температурен градиент

Бавни термични преходи

Равномерно разпределение на топлината по дължината на корпуса

Дори топлинен спад от входа до изхода

Температурата на повърхността на черупката се променя бавно по време на типичната топлопроводимост през снопа.

Термичен подпис на байпасния поток
Обходен път от страната на черупката разказва съвсем различна история.

Термографското сканиране показва различна картина:

Непрекъсната гореща лента

Студен канал надолу по черупката

Ограничен термичен пластир.

Температурен модел, който не е симетричен

Бързо топлинно разпространение към областта на изтичане

Тази аномалия следва пътя на байпасиращата течност, докато се отклонява около тръбния сноп.

При тежки обстоятелства топлинният подпис може да премине почти направо от входа до изхода.

Разграничаване между локално и общо изтичане
Основно предимство на подходите за откриване на страничен байпас на термовизионната обвивка PTFE е способността за разграничаване на различните типове повреди.

Общо изтичане през преграда
Големият вътрешен теч се проявява като:

Температурните аномалии са широко разпространени

Термично намазване, широк

По-ниска топлинна равномерност като цяло

Много припокриващи се горещи или студени точки

Този модел може да се дължи на старостта на уплътненията или цялостното влошаване на вътрешните части на топлообменника.

Локализиран байпас на повреда
Обикновено едно неуспешно уплътнение или повредена преграда ще причини:

Тънка термична линия

Добре дефиниран канал.

Студени горещи области на концентрация

Различни сигнатури на насочен поток

Това локализирано поведение позволява на персонала по поддръжката да намали значително размера на зоната за проверка преди спиране.

4.4. Количествено определяне на тежестта на байпаса
Термичното изображение е повече от просто намиране на дефект. Може също така да получи приблизителна оценка на тежестта в контролирана среда.

Качествена оценка
В много промишлени сценарии качественото изображение е достатъчно, за да потвърди:

Наличие на байпасен поток

Местоположение на байпаса (приблизително)

Относителна интензивност на изтичане

Прогресия на влошаването с времето

Тази информация често е достатъчна, за да оправдае планирана дейност по поддръжка.

Термичен анализ, количествен
По-сложен анализ може да оцени:

Относителна фракция на байпасния поток;

Големината на температурната разлика

Степен на влошаване на топлообмена

Топлинна скорост на разпространение

За количествени измервания са необходими няколко фактора:

Калибрирана инфрачервена камера

Известна абсорбция на стените на корпуса

Стабилни условия на околната среда

Еднакви ъгли на видимост

Контролирани температури на процеса

Необходима е корекция на емисионната способност за отчитане на температурата, но визуалните модели все още са от значение за диагностиката.

Предимства пред конвенционалните методи за проверка
Рутинната{0}}странична проверка на корпуса обикновено изисква:

Обменникът е изключен

Изолация и дренаж

премахване на пакет

Сляп демонтаж

Продължително прекъсване

Термичното изображение избягва много от тези прекъсвания.

Предимства на неинвазивната диагностика
Основните оперативни предимства са:

Функция за онлайн проверка

Без спиране на производството

Бързо откриване на дефекти

Намалена несигурност в плановете за поддръжка

Ранно откриване на повреда

Подобрено насочване за ремонт

Вместо случайно да сваля топлообменник, екипът по поддръжката може да планира конкретни ремонтни дейности за следващото планирано прекъсване.

Фактори, влияещи върху качеството на изображението
Няколко практически въпроса засягат яснотата на сигнатурите за термичен байпас.

Състояние на повърхността на корпуса
Състоянието на боята, окислението, влагата и изолацията влияят върху поведението на инфрачервеното излъчване.

Въздушен поток околна среда
Високите скорости на въздушния поток над корпуса могат да причинят изкривяване на температурите на външната повърхност.

Премахване на изолация
Често е необходимо да се премахне временното екраниране, така че повърхността на оголената обвивка да може да се сканира точно.

Време на термична стабилизация
Трябва да мине достатъчно време, за да може температурният фронт да се разпространи през черупката и да създаде видим контраст отвън.

Приложения в PTFE топлообменни системи
Термовизионната диагностика е особено полезна за PTFE топлообменници, тъй като агресивните инвазивни процедури за проверка не винаги могат да бъдат приложени към полимерните тръби.

Обичайните употреби включват:

Оборудване за химически процеси

Охлаждащи кръгове киселина.

Топлообменници за възстановяване на разтворители

Машини за повърхностна обработка

Процесно охлаждане на полупроводници

Термични системи във фармацията

По-специално, при тези условия трябва да се поддържа времето на работа и трябва да се диагностицират скритите топлинни загуби.

Заключение
Термичното изображение осигурява мощен без{0}}контактен, не-инвазивен инструмент за разкриване на скрити байпасни потоци-отстрани на корпуса в PTFE топлообменници. Топлинните шарки върху външната страна на корпуса могат да се използват за бързо и точно разглеждане на пътищата на байпасния поток, без да е необходимо да се отваря оборудването чрез прилагане на контролирана стъпкова промяна на температурата.

PTFE В по-широкото поле на откриване на страничен байпас на черупката при термични изображения, този метод осигурява бързо визуално потвърждение на вътрешно изтичане, определя специфични области на повреда и позволява оценка на нивото на спад на топлинните характеристики. Ясните горещи или студени ивици по повърхността на черупката обикновено са добра индикация за това къде точно течността избягва ефективния контрол на потока.

Термичното изображение се превръща все повече и повече в оперативна рентгенова визия за процесно оборудване с продължаващото развитие на индустриални диагностични технологии. В много случаи най-полезните инструменти за отстраняване на неизправности са тези, които могат да диагностицират състоянието, без първо да се налага да спирате процеса.