بی ثباتی پنهان
یک مبدل حرارتی PTFE عمودی بدون مشکل قابل مشاهده کار می کند. فشار بخار ثابت است. خروجی گرما نیاز فرآیند را برآورده می کند. هیچ صدای غیر عادی قابل شنیدن نیست. با این حال، در داخل لولهها، یک رابط{4}}بخار ناپایدار در حال توسعه است. رابط در 2-5 هرتز نوسان می کند و پالس های فشاری ایجاد می کند که دیواره لوله را در ناحیه نوسان خسته می کند. این آسیب در طول ماهها بیصدا انباشته میشود تا زمانی که یک لوله یک شکاف محیطی در خط آب ایجاد کند.
تشخیص ناپایداری جریان دو فازی در لولههای عمودی با روشهای معمولی دشوار است. اندازه گیری دمای خارجی تنها یک تار شدن جزئی از انتقال شدید دما در سطح میعان را نشان می دهد. حسگرهای لرزش روی سرصفحهها چیزی را تشخیص نمیدهند-تپها خیلی کوچک و خیلی موضعی هستند. تا زمانی که ناپایداری باعث ایجاد چکش آب قابل شنیدن یا کاهش عملکرد قابل اندازه گیری شود، آسیب لوله قبلاً رخ داده است.
نظارت بر انتشار آکوستیک، ناپایداری را در شروع آن با گوش دادن به امواج تنش با فرکانس بالا- که هنگام برخورد رابط میعانات نوسانی بر دیواره لوله ایجاد میشود، تشخیص میدهد. این تکنیک غیر تهاجمی است، میتواند در طول عملیات عادی اعمال شود و هشدار اولیه در مورد ایجاد ناپایداری را ارائه میدهد.
اصل انتشار آکوستیک
هنگامی که یک مایع متحرک به دیواره لوله برخورد می کند، ضربه یک موج تنشی ایجاد می کند که در مواد لوله منتشر می شود. این موج شامل طیف وسیعی از فرکانس ها، از شنیداری (زیر 20 کیلوهرتز) تا فراصوت (بالای 100 کیلوهرتز) است. اجزای اولتراسونیک مخصوصاً تشخیصی هستند زیرا به صدای گیاه محیط آلوده نمی شوند.
یک حسگر انتشار صوتی{0}}یک مبدل پیزوالکتریک متصل به سطح لوله خارجی{1}}این امواج استرس را تشخیص میدهد. سیگنال حسگر تقویت، فیلتر و برای نشانههای مشخصه ناپایداری رابط تجزیه و تحلیل میشود: یک باند فرکانس باریک مربوط به فرکانس نوسان، مدولاسیون دامنه در حین بالا و پایین رفتن رابط، و همبستگی با سرعت جریان بخار و سطح میعانات.
سنسور در محل تقریبی رابط میعانات به لوله متصل می شود که با تصویربرداری حرارتی یا تشخیص سطح اولتراسونیک مشخص می شود. چندین حسگر در طول لوله می توانند موقعیت رابط و دامنه حرکت آن را ردیابی کنند.
| پارامتر انتشار آکوستیک | جریان پایدار | ایجاد بی ثباتی | بی ثباتی شدید |
|---|---|---|---|
| محتوای فرکانس | پهنای باند، دامنه کم | اوج باریک در 2-8 هرتز | قله قوی؛ هارمونیک های موجود |
| دامنه سیگنال RMS (نسبی) | 1.0 (خط پایه) | 3-10× خط پایه | 10-50× خط پایه |
| مدولاسیون دامنه | هیچ کدام | دوره ای؛ با جریان ارتباط دارد | مدولاسیون دوره ای قوی |
| ثبات موقعیت رابط | ± 5 میلی متر | ± 15-30 میلی متر | ±50+ میلی متر |
| خطر آسیب خستگی لوله | ناچیز | کم (از ماه تا سال) | بالا (هفته تا ماه) |
| اقدام توصیه شده | نظارت را ادامه دهید | فشار بخار یا کنترل سطح را تنظیم کنید | اقدام اصلاحی فوری |
اقدامات اصلاحی بر اساس تشخیص
هنگامی که نظارت بر انتشار آکوستیک ناپایداری در حال توسعه را تشخیص میدهد، میتوان اقدامات اصلاحی را قبل از آسیب لوله انجام داد. اقدام اصلاحی به علت بی ثباتی بستگی دارد.
اگر ناپایداری ناشی از سرعت بخار بیش از حد برای قطر لوله و بارگیری میعانات باشد، کاهش فشار بخار یا افزایش تعداد لولههای فعال، سرعت را به زیر آستانه ناپایداری کاهش میدهد. اگر ناپایداری ناشی از نوسان سطح میعانات گازی به دلیل اندازه نامناسب یا بد کارکرد تله بخار باشد، تعمیر یا تعویض تله سطح را تثبیت می کند. اگر ناپایداری ناشی از اختلاف فشار نوسانی بین منبع بخار و برگشت میعانات باشد، تثبیت حلقههای کنترل فشار مشکل را حل میکند.
پس از اقدام اصلاحی، نظارت بر انتشار صوتی تایید می کند که ناپایداری از بین رفته است. سپس نظارت میتواند به صورت دورهای-سه ماهه یا نیمه-سالانه-برای تأیید ادامه عملکرد پایدار ادامه یابد.
کاربرد به طور خاص برای PTFE
لوله های PTFE موجبرهای انتشار صوتی عالی برای محدوده فرکانس مورد علاقه هستند. امپدانس آکوستیک پایین PTFE در مقایسه با فلزات، اتصال خوبی بین پالس فشار مایع-و ارتعاش دیواره لوله ایجاد میکند. تضعیف سیگنال در امتداد لوله متوسط است و به حسگرهایی که روی بخشهای لوله در دسترس قرار میگیرند اجازه میدهد بیثباتی را که در چند متر دورتر در بخشهای غوطهور رخ میدهد، تشخیص دهند.
ماهیت غیر تهاجمی این تکنیک به ویژه برای مبدل های PTFE، که در آن لوله ها برای بازرسی داخلی در حین کار قابل دسترسی نیستند، ارزشمند است. مانیتورینگ صوتی اطلاعاتی را در مورد شرایط جریان داخلی بدون نفوذ به مرز فشار یا ایجاد وقفه در تولید فراهم می کند.
خلاصه
نظارت بر انتشار آکوستیک با تشخیص امواج استرس اولتراسونیک تولید شده توسط رابط میعانات نوسانی، ناپایداری رابط مایع{0}}بخار را در مبدلهای حرارتی PTFE عمودی تشخیص میدهد. این تکنیک هشدارهای اولیه در مورد ایجاد ناپایداری قبل از آسیب خستگی لوله را ارائه می دهد و از طریق تنظیم فشار بخار، نگهداری تله یا تثبیت کنترل فشار، اقدام اصلاحی را امکان پذیر می کند.
روش غیر تهاجمی برای لولههای PTFE مناسب است، که اتصال صوتی خوبی را فراهم میکند و امکان نظارت بر بخشهای غوطهور غیرقابل دسترس را فراهم میکند. نظارت آکوستیک دوره ای را می توان در یک برنامه تعمیر و نگهداری پیش بینی برای نصب مبدل حرارتی PTFE عمودی ادغام کرد.
پشتیبانی مهندسی برای تنظیم نظارت بر انتشار صوتی و تفسیر در پیکربندیهای خاص مبدل حرارتی PTFE پس از ارائه ابعاد لوله، فشار بخار، طراحی سیستم میعانات و هرگونه نوسانات عملکرد مشاهده شده در دسترس است.
