Hvordan registrerer og kvantificerer man en intern skal-Side Bypass Stream ved hjælp af termisk billedbehandling?

Inde i den sorte forseglede skal på en PTFE-varmeveksler stjæler en uset intern lækage ydeevnen. Skal-sidevæske passerer rørbundtet gennem en svigtende skærmgrænseflade eller beskadiget tætning og følger ikke den ønskede strømningsretning. Veksleren kører stadig, trykket er normalt, og der er ingen lækage udenfor." En brøkdel af procesvæsken kort-kredser imidlertid direkte til udgangen, og derfor falder den termiske effektivitet lydløst. Heldigvis efterlader denne skjulte omvej et termisk spor på skallens yderside, et diskret varmemønster, der kan afsløre en enkelt bolt uden at kunne forstyrre en enkelt bolt.

Termisk billeddannelse er blevet kendt som en af ​​de mest effektive ikke-invasive diagnostiske teknikker til at opdage shell side bypass-problemer i PTFE-varmevekslere under levende procesforhold.

Forstå bypass-flow på skalsiden
I en korrekt fungerende skal- og rørveksler skubbes væsken fra skal-siden til at strømme hen over rørbundtet i et kontrolleret mønster, der er opbygget af ledeplader og tætningssystemer.

Denne tværgående bevægelse er vigtig, da den:

Maksimerer transmissionen af ​​varme

Foretrækker turbulens

Fjerner stående vand

Øger den termiske effektivitet

Sikrer at skal bruges ensartet

Efterhånden som bypasset udvikles, går en del af væsken på skalsiden fuldstændigt uden om den tilsigtede strømningskanal.

Væsken bevæger sig ikke over PTFE-rørene, men kommer ud via

Baffletætninger beskadiget

Mellemrum mellem baflerne og skalvæggen

Mislykkede skillevægsplader

Indvendige komponenter er korroderede

Bundle-grænseflader er ikke placeret korrekt

Den utætte strøm løber mod udløbet med ringe betydningsfuld varmeoverførsel.

Sådan fungerer termisk billedbehandling
En bypassstrøm danner en lokal temperaturanomali i vekslerens skal.

Den forbipassede væske har stadig en meget anderledes temperatur end skalmiljøet, og derfor har stålskalvæggen over slyngelstrømmen en anden overfladetemperaturfordeling.

Termokameraet ser slyngelstrømmens spøgelse, malet i varme på huden af ​​skallen.

Denne temperaturforskel er mere tydelig under et skift i den kontrollerede procestemperatur.

Opret en temperaturtrinsændring
Den bedste måde at diagnosticere på er med vilje at inducere en hurtig temperaturændring ved indløbet på skal-siden.

Her er flere eksempler:

Koldt vand kontra varmt vand

Varmere procesvæske introduceret

Temperatur kort-tilpasning af kølevandsforsyningen

Ændring af recirkulationssløjfeparametre

Formålet er at skabe en termisk front, der forplanter sig i varmeveksleren.

Betydningen af ​​kontrollerede temperaturvariationer
Temperaturændringen bør være tilstrækkelig til at frembringe en tydelig termisk kontrast på ydersiden af ​​skallen.

Temperaturovergangen må dog ikke være for aggressiv.

PTFE-rørsystemer har en lavere tolerance over for hurtige varmechok end metalliske rørsystemer. For store temperaturændringer kan resultere i ekstra mekaniske belastninger på vekslerbundtet.

Så for sikker diagnostik er det at foretrække at have et moderat, men alligevel distinkt temperaturtrin.

Udførelse af den termiske scanning
Et infrarødt kamera med høj-opløsning scanner konstant overfladen af ​​den ydre skal, når temperaturændringen påbegyndes.

Sund varmeveksler termisk mønster
Som regel viser en normalt fungerende veksler:

En konstant temperaturgradient

Langsomme termiske overgange

Ensartet varmespredning langs skallængden

Selv termisk fald fra indløb til udløb

Temperaturen på skaloverfladen ændrer sig langsomt under typisk varmeledning gennem bundtet.

Bypass Stream Termisk Signatur
En bypass på shellside fortæller en helt anden historie.

Den termografiske scanning viser et andet billede:

En kontinuerlig varmstrimmel

En kølig kanal ned ad skallen

Et indelukket termisk plaster.

Et temperaturmønster, der ikke er symmetrisk

Hurtig termisk udbredelse til udstrømningsområdet

Denne anomali følger ruten for den forbipasserende væske, når den ledes rundt om rørbundtet.

Under alvorlige omstændigheder kan den termiske signatur gå næsten lige fra indgang til udgang.

At skelne mellem lokaliseret og generel lækage
En vigtig fordel ved termisk billedbehandlingsskal side-bypass-detektion PTFE-tilgange er evnen til at skelne mellem forskellige fejltyper.

Generaliseret lækage gennem baffel
Storstilet intern lækage ser ud som:

Temperaturanomalier er udbredte

Termisk udtværing, bred

Lavere termisk ensartethed generelt

Mange overlappende varme eller kolde steder

Dette mønster kan skyldes alderen på forseglingerne eller generel nedbrydning af de indre dele i veksleren.

Lokaliseret omgåelse af fejl
Normalt vil en enkelt svigtende forsegling eller beskadiget partition forårsage:

En tynd termisk linje

En veldefineret kanal.

Kolde varme områder med koncentration

Forskellige retningsbestemte flow signaturer

Denne lokaliserede adfærd gør det muligt for vedligeholdelsespersonalet at reducere størrelsen af ​​inspektionsområdet betydeligt før nedlukning.

4.4. Kvantificering af bypass-alvorlighed
Termisk billeddannelse er mere end blot at finde en fejl. Det kan også få en estimeret sværhedsvurdering i et kontrolleret miljø.

Kvalitativ vurdering
I mange industrielle scenarier er et kvalitativt billede tilstrækkeligt til at bekræfte:

Bypass flow eksistens

Placering af bypass (ca.)

Lækage relativ intensitet

Forringelse progression med tiden

Disse oplysninger er ofte tilstrækkelige til at retfærdiggøre en planlagt vedligeholdelsesaktivitet.

Termisk analyse, kvantitativ
Mere sofistikeret analyse kan anslå:

Relativ bypass-flowfraktion;

Temperaturforskellens størrelse

Grad af varmeoverførselsforringelse

Termisk udbredelseshastighed

Flere faktorer er nødvendige for kvantitative målinger:

Et kalibreret infrarødt kamera

Kendte skalvægsabsorptionsevner

Stabile miljøforhold

Ensartede betragtningsvinkler

Proceskontrollerede temperaturer

Emissivitetskorrektion er påkrævet for temperaturaflæsninger, men de visuelle mønstre er stadig relevante for diagnose.

Fordele i forhold til konventionelle inspektionsmetoder
Rutinemæssig shell-sideinspektion kræver normalt:

Veksleren er slukket

Isolering og dræning

fjernelse af bundt

Blind demontering

Længerevarende udfald

Termisk billeddannelse undgår mange af disse afbrydelser.

Fordele ved ikke-invasiv diagnose
De vigtigste driftsmæssige fordele er:

Online inspektionsfunktion

Ingen produktionsstop

Hurtig fejlfinding

Reduceret usikkerhed i vedligeholdelsesplaner

Tidlig fejldetektion

Forbedret reparationsmålretning

I stedet for tilfældigt at trække en veksler ned, kan en vedligeholdelsesmand planlægge specifikke reparationsaktiviteter til den næste planlagte udfald.

Faktorer, der påvirker billedkvaliteten
Adskillige praktiske problemer påvirker klarheden af ​​termiske bypass-signaturer.

Status for Shell-overfladen
Maling, oxidation, fugt og isoleringstilstand påvirker den infrarøde emissionsadfærd.

Luftstrøm omgivende
Høje luftstrømningshastigheder over skallen kan forårsage forvrængning af de ydre overfladetemperaturer.

Fjernelse af isolering
Det er ofte nødvendigt at fjerne midlertidig afskærmning, så den blottede skaloverflade kan scannes nøjagtigt.

Tidspunkt for termisk stabilisering
Der skal gå nok tid til, at temperaturfronten kan forplante sig gennem skallen og producere en synlig kontrast på ydersiden.

Anvendelser i PTFE varmevekslersystemer
Termisk billeddiagnostik er særligt nyttigt for PTFE-vekslere, da aggressive invasive inspektionsprocedurer ikke altid kan anvendes på polymerrørene.

Almindelige anvendelser omfatter:

Kemisk procesudstyr

Kølekredsløb syre.

Opløsningsmiddelgenvindingsvarmevekslere

Maskiner til overfladebehandling

Halvlederproceskøling

Termiske systemer i farmaceutiske produkter

Især under disse forhold skal oppetiden opretholdes, og skjulte varmetab skal diagnosticeres.

Konklusion
Termisk billeddannelse giver et kraftfuldt ikke--kontaktløst, ikke-invasivt værktøj til at afsløre skjulte skal-side-bypass-strømme i PTFE-varmevekslere. Termiske mønstre på skallens ydre kan bruges til at se bypass-strømningsveje hurtigt og præcist uden behov for at åbne udstyret ved at anvende en kontrolleret temperaturtrinsændring.

PTFE Inden for det bredere område af shell side-bypass-detektion i termisk billeddannelse giver denne metode hurtig visuel bekræftelse af intern lækage, lokaliserer specifikke områder af svigt og giver mulighed for vurdering af niveauet af termisk ydeevne fald. Tydelige varme eller kolde striber på skaloverfladen er typisk en god indikation af, præcis hvor væsken undslipper effektiv flowkontrol.

Termisk billeddannelse bliver mere og mere et operationelt røntgensyn for procesudstyr med den løbende udvikling af industrielle diagnostiske teknologier. I mange tilfælde er de mest nyttige fejlfindingsværktøjer dem, der kan diagnosticere tilstanden uden først at skulle lukke processen ned.