چگونه یک پوسته داخلی{0}}جریان بای پس جانبی را با استفاده از تصویربرداری حرارتی شناسایی و تعیین کنیم؟

در داخل پوسته تاریک و مهر و موم شده یک مبدل حرارتی PTFE، یک نشتی داخلی نامرئی عملکرد را بدزدد. جریانی از پوسته-سیال جانبی در اطراف بسته لوله از طریق مهر و موم آسیب دیده یا رابط بافل شکست خورده می گذرد و از دنبال کردن مسیر جریان مورد نظر خودداری می کند. مبدل به کار خود ادامه می دهد، فشارها ممکن است طبیعی به نظر برسند و هیچ نشتی خارجی قابل مشاهده نیست. با این حال، راندمان حرارتی بی سر و صدا به عنوان بخشی از میانبرهای سیال فرآیند به طور مستقیم به سمت خروجی سقوط می کند. خوشبختانه، این بای پس مخفی یک اثر انگشت حرارتی در قسمت بیرونی پوسته به جا می گذارد، الگویی ظریف از گرما که یک دوربین حساس مادون قرمز می تواند بدون شل شدن یک پیچ آن را تشخیص دهد.

تصویربرداری حرارتی به یکی از ارزشمندترین ابزارهای تشخیصی غیرتهاجمی برای شناسایی مشکلات بای پس پوسته-در مبدل های حرارتی PTFE که تحت شرایط فرآیند زنده کار می کنند تبدیل شده است.

درک جریان بای پس جانبی Shell-

در یک پوسته{0}}و-مبدل لوله که به درستی کار می کند، سیال جانبی پوسته{2}} مجبور می شود در یک الگوی کنترل شده که توسط بافل ها و ترتیبات آب بندی ایجاد شده است، در سراسر بسته لوله حرکت کند.

این حرکت متقاطع ضروری است زیرا:

انتقال حرارت را به حداکثر می رساند

آشفتگی را ترویج می کند

مناطق راکد را از بین می برد

راندمان حرارتی را بهبود می بخشد

استفاده یکنواخت از پوسته را تضمین می کند

هنگامی که یک بای پس ایجاد می شود، بخشی از پوسته{0}}سیال جانبی به طور کامل از مسیر جریان مورد نظر جلوگیری می کند.

به جای جریان در لوله های PTFE، مایع از طریق:

مهر و موم بافل آسیب دیده

شکاف بین بافل و دیوارهای پوسته

صفحات پارتیشن خراب

قطعات داخلی خورده شده

رابط های بسته نرم افزاری به درستی نشسته نیستند

جریان نشت شده به سرعت به سمت خروجی حرکت می کند در حالی که گرمای مفید کمی را منتقل می کند.

چرا تصویربرداری حرارتی کار می کند؟

یک جریان بای پس یک ناهنجاری دمایی موضعی در داخل پوسته مبدل ایجاد می کند.

از آنجا که سیال دور زده دمایی متفاوت از محیط پوسته اطراف خود را حفظ می کند، دیواره پوسته فولادی بالای جریان سرکش یک الگوی دمای سطح مشخص ایجاد می کند.

دوربین حرارتی روح جریان سرکش را می بیند که با گرما روی پوست پوسته نقاشی شده است.

این تضاد دما به ویژه در طول یک انتقال دمای فرآیند کنترل شده قابل مشاهده است.

ایجاد یک تغییر مرحله دما

موثرترین روش تشخیصی شامل معرفی عمدی تغییر دمای ورودی پوسته{0}} سمتی است.

مثالها عبارتند از:

تغییر از آب گرم به آب سرد

معرفی سیال فرآیند داغتر

تغییر موقت دمای منبع آب خنک کننده

تغییر شرایط حلقه چرخش

هدف ایجاد یک جبهه حرارتی متحرک در داخل مبدل است.

اهمیت تغییرات دمای کنترل شده

تغییر دما باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا کنتراست حرارتی واضحی را در سراسر پوسته خارجی ایجاد کند.

با این حال، انتقال دما نباید بیش از حد تهاجمی باشد.

لوله های PTFE در مقایسه با سیستم های لوله فلزی تحمل محدودی برای شوک حرارتی سریع دارند. نوسانات بیش از حد دما ممکن است استرس مکانیکی غیر ضروری را در بسته مبدل ایجاد کند.

بنابراین یک مرحله حرارتی متوسط ​​اما متمایز برای تشخیص ایمن ترجیح داده می شود.

انجام اسکن حرارتی

هنگامی که تغییر دما آغاز شد، از یک دوربین مادون قرمز{0} با وضوح بالا برای اسکن مداوم سطح پوسته خارجی استفاده می‌شود.

الگوی حرارتی یک مبدل سالم

یک مبدل که به درستی کار می کند به طور کلی نشان می دهد:

یک گرادیان دمایی صاف

انتقال حرارتی تدریجی

توزیع یکنواخت حرارت در طول پوسته

حتی فروپاشی حرارتی از ورودی به خروجی

دمای سطح پوسته به تدریج تکامل می یابد زیرا انتقال حرارت به طور معمول از طریق بسته نرم افزاری انجام می شود.

امضای حرارتی یک جریان کنارگذر

یک دور زدن پوسته{0}}تصویر بسیار متفاوتی ایجاد می‌کند.

به جای یک گرادیان صاف، اسکن ترموگرافی نشان می دهد:

یک نوار داغ پیوسته

یک کانال سرد در امتداد پوسته

یک پچ حرارتی موضعی

الگوی دمای نامتقارن

انتشار سریع حرارتی به سمت منطقه خروجی

این ناهنجاری مسیر سیال بای پس را به عنوان میانبر در اطراف بسته لوله نشان می دهد.

در موارد شدید، امضای حرارتی ممکن است تقریباً مستقیماً از ورودی به خروجی گسترش یابد.

شناسایی نشت موضعی در مقابل عمومی

یکی از مزایای عمدهPTFE تشخیص بای پس جانبی پوسته تصویربرداری حرارتیتکنیک ها توانایی تمایز بین حالت های مختلف خرابی است.

نشت بافل عمومی

نشت داخلی گسترده اغلب به صورت زیر ظاهر می شود:

بی نظمی های دمایی منتشر

لکه گیری حرارتی گسترده

کاهش یکنواختی حرارتی کلی

چندین منطقه گرم یا سرد با هم تداخل دارند

این الگو ممکن است نشان دهنده پیری مهر و موم یا خرابی کلی در سراسر داخلی مبدل باشد.

خرابی بای پس موضعی

یک مهر و موم شکست خورده یا پارتیشن آسیب دیده معمولاً باعث می شود:

یک نوار حرارتی باریک

یک کانال کاملا مشخص

مناطق گرم یا سرد متمرکز

امضاهای جریان جهت دار متمایز

این رفتار موضعی به پرسنل تعمیر و نگهداری اجازه می دهد تا قبل از خاموش شدن، منطقه بازرسی را به میزان قابل توجهی محدود کنند.

کمی کردن شدت دور زدن

تصویربرداری حرارتی به شناسایی ساده خطا محدود نمی شود. تحت شرایط کنترل شده، می تواند تخمین تقریبی شدت را نیز ارائه دهد.

ارزیابی کیفی

در بسیاری از موقعیت های صنعتی، یک تصویر کیفی به تنهایی برای تایید کافی است:

وجود جریان بای پس

محل تقریبی کنارگذر

شدت نسبی نشت

پیشرفت زوال در طول زمان

این اطلاعات اغلب اطمینان کافی برای توجیه اقدامات برنامه ریزی شده تعمیر و نگهداری فراهم می کند.

تجزیه و تحلیل حرارتی کمی

تجزیه و تحلیل پیشرفته تر ممکن است تخمین بزند:

کسر جریان بای پس نسبی

قدر دیفرانسیل دما

شدت تخریب انتقال حرارت

سرعت انتشار حرارتی

برای اندازه‌گیری‌های کمی، چند شرط مهم هستند:

دوربین مادون قرمز کالیبره شده

انتشار شناخته شده دیوار پوسته

شرایط محیطی پایدار

زوایای دید ثابت

دمای فرآیند کنترل شده

بدون تصحیح انتشار مناسب، خوانش دما ممکن است گمراه کننده شود، حتی اگر الگوهای بصری از نظر تشخیصی مفید باشند.

مزایا نسبت به روش های بازرسی سنتی

بازرسی جانبی پوسته معمولی- اغلب به موارد زیر نیاز دارد:

خاموش شدن کامل مبدل

تخلیه و جداسازی

حذف بسته نرم افزاری

جداسازی کور

توقف طولانی مدت

تصویربرداری حرارتی از بسیاری از این اختلالات جلوگیری می کند.

مزایای تشخیص غیرتهاجمی-

مزایای عملیاتی کلیدی عبارتند از:

قابلیت بازرسی آنلاین

بدون وقفه در تولید

محلی سازی سریع خطا

کاهش عدم قطعیت برنامه ریزی تعمیر و نگهداری

تشخیص شکست در مراحل اولیه-

هدف گذاری تعمیر بهبود یافته

تیم های تعمیر و نگهداری می توانند به جای جداسازی کورکورانه مبدل، اقدامات اصلاحی متمرکزی را در طول قطعی برنامه ریزی شده بعدی آماده کنند.

عوامل موثر بر کیفیت تصویر

چندین عامل عملی بر وضوح امضاهای بای پس حرارتی تأثیر می گذارد.

وضعیت سطح پوسته

رنگ، اکسیداسیون، رطوبت و شرایط عایق همگی بر رفتار انتشار مادون قرمز تأثیر می‌گذارند.

جریان هوای محیطی

جریان هوای قوی در سراسر پوسته ممکن است دمای سطح خارجی را تغییر دهد.

حذف عایق

حذف موقت عایق اغلب برای آشکار شدن سطح پوسته لخت برای اسکن دقیق مورد نیاز است.

زمان تثبیت حرارتی

زمان کافی باید در نظر گرفته شود تا جلوی دما در پوسته منتشر شود و کنتراست خارجی قابل مشاهده ایجاد شود.

برنامه های کاربردی در سیستم های مبدل حرارتی PTFE

تشخیص تصویربرداری حرارتی به ویژه در مبدل های PTFE ارزشمند است زیرا لوله های پلیمری همیشه نمی توانند روش های بازرسی تهاجمی تهاجمی را تحمل کنند.

کاربردهای رایج عبارتند از:

سیستم های پردازش شیمیایی

حلقه های خنک کننده اسیدی

مبدل های بازیابی حلال

تجهیزات تکمیل سطح

خنک کننده فرآیند نیمه هادی

سیستم های حرارتی دارویی

در این محیط ها، حفظ زمان کار در حین تشخیص تلفات حرارتی پنهان از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

نتیجه گیری

تصویربرداری حرارتی یک روش قدرتمند،{0}}غیر تماسی و غیر تهاجمی برای آشکار کردن جریان‌های بای پس جانبی پوسته پنهان در مبدل‌های حرارتی PTFE ارائه می‌کند. با معرفی یک تغییر گام دمایی کنترل‌شده و مشاهده الگوهای حرارتی حاصل در پوسته خارجی، مسیرهای جریان بای‌پس را می‌توان به سرعت و با دقت بدون باز کردن تجهیزات مشاهده کرد.

در حوزه گسترده تر ازPTFE تشخیص بای پس جانبی پوسته تصویربرداری حرارتی، این تکنیک شواهد بصری فوری از نشت داخلی را ارائه می دهد، مناطق شکست موضعی را شناسایی می کند و به تخمین شدت افت عملکرد حرارتی کمک می کند. نوارهای گرم یا سرد متمایز که روی سطح پوسته ظاهر می شوند اغلب دقیقاً محل خروج مایع از کنترل جریان مناسب را نشان می دهند.

با ادامه پیشرفت فناوری‌های تشخیصی صنعتی، تصویربرداری حرارتی به‌طور فزاینده‌ای به‌عنوان شکلی از دید عملیاتی اشعه ایکس- برای تجهیزات فرآیند عمل می‌کند. در بسیاری از موارد، باارزش‌ترین ابزار عیب‌یابی، آنهایی هستند که قادر به تشخیص بیمار بدون نیاز به خاموش شدن فرآیند هستند.