Neviditelný problém
Tepelný výměník z PTFE dodávající o 15 % méně tepla, než je jeho konstrukční jmenovitý výkon, nemusí mít žádný viditelný problém. Trubky vypadají čisté. Tlak páry je správný. Kondenzát normálně odtéká. Nedostatek výkonu je způsoben nesprávnou distribucí toku: některé trubice dostávají plný tok páry, zatímco jiné jsou vyhladovělé nebo zaplavené. Nevýkonné trubice jsou pouhým okem nerozeznatelné od správně fungujících trubic.
Infračervená termografie činí neviditelné viditelným. Infračervená kamera namířená na svazek PTFE trubice během provozu odhaluje povrchovou teplotu každé trubice. Trubky s normálním průtokem páry vykazují po své délce rovnoměrnou teplotu blízkou teplotě nasycení páry. Hladovějící zkumavky vykazují nižší teploty. Zaplavené trubky vykazují ostrý teplotní gradient v části trubky, kde je hladina kondenzátu.
Diagnostický postup je bez{0}}kontaktní, lze jej provádět během běžného provozu a poskytuje trvalý záznam snímku pro porovnání trendů v průběhu času.
Princip termografie
PTFE je částečně propustný pro infračervené záření v určitých pásmech vlnových délek, ale povrchová emisivita PTFE v dlouho{0}}vlnném infračerveném pásmu (8–14 μm) je přibližně 0,85–0,92. Tato vysoká emisivita znamená, že infračervená kamera měří skutečnou povrchovou teplotu PTFE trubice, nikoli teplotu tekutiny uvnitř.
Trubice přijímající dostatečný proud páry má vnitřní teplotu páry 143 stupňů (pro 3 barg páry). Vnější povrchová teplota PTFE, chlazená procesní kapalinou, je obvykle o 10-30 stupňů nižší – možná 115-130 stupňů pro 60stupňovou lázeň. Teplota je podél trubky rovnoměrná s mírným poklesem od vstupu páry k výstupu kondenzátu.
Vyhladovělá trubice-přijímá pouze zlomek projektovaného průtoku páry-funguje při nižší teplotě, protože je snížen přívod tepla. Jeho povrchová teplota může být 80-100 stupňů, stále nad teplotou lázně, ale výrazně chladnější než správně napájené trubice.
Zaplavená trubice-s kondenzátem zálohovaným do spodní části-ukazuje bimodální teplotní profil. Horní část naplněná párou-je horká (115-130 stupňů). Spodní část naplněná kondenzátem je chladná (60-80 stupňů), blízko teploty lázně. Přechod mezi dvěma zónami je ostrý a označuje hladinu kondenzátu.
Tabulka 1: Infračervené teplotní podpisy pro podmínky trubek tepelného výměníku z PTFE (3 barg páry, 60stupňová lázeň)
| Stav trubky | Profil povrchové teploty | Teplotní rozsah (stupně) | Tepelný obraz vzhled | Nápravné opatření |
|---|---|---|---|---|
| Normální průtok | Jednotné, po délce mírný pokles | 115-130 (vstup), 105-120 (výstup) | Konzistentní barva; mírný sklon | Žádný |
| Vyhladovělý (nízký průtok páry) | Uniformní, ale cool | 75-100 | Tmavší než sousední normální trubky | Zkontrolujte, zda není ucpaná hlavice; ověřte přívod páry |
| Zatopeno (zálohován kondenzát) | Bimodální: horký horní, studený spodní | 115-130 (horní), 60-80 (dolní) | Ostrý horizontální barevný přechod | Zkontrolujte odvaděč kondenzátu; ověřte sklon linie kondenzátu |
| Blokováno (žádný průtok) | Studená, teplota blízká koupeli | 60-65 | Stejné jako pozadí koupele | Zkontrolujte, zda není trubka zalomená nebo ucpaná nečistotami |
| Přetíženo (přebytečná pára) | Teplé, uniformní | 125-140 | Jasnější než sousední trubky | Zkontrolujte, zda nejsou příliš velké trubky nebo jiné částečně ucpané |
Provádění infračerveného průzkumu
Infračervený průzkum se provádí za normálního provozu s lázní při ustálené teplotě. Kamera je umístěna tak, aby sledovala svazek trubek z úhlu, který ukazuje celou délku trubice. U ponorných svazků může být průzkum prováděn nad hladinou nádrže s částečně zdviženým svazkem nebo přes přístupový port, pokud je k dispozici.
Klíčovým požadavkem je jasný výhled na povrchy trubek. PTFE trubice ponořené do neprůhledné procesní tekutiny nelze přímo zobrazit. Průzkum je nejúčinnější, když lze svazek pozorovat s nádrží částečně vypuštěnou pod úrovní trubek nebo ve vnějších plášťových -a{3}}trubkových výměnících s odnímatelnými kryty.
Průzkum by se měl každoročně opakovat a porovnávat s předchozími snímky. Rozvíjející se trend špatné distribuce-trubice, která byla minulý rok normální a letos je v pohodě-naznačuje postupné zanášení nebo hromadění nečistot, které by měly být odstraněny, než způsobí úplné ucpání.
Interpretace obrázků pro PTFE
Nízká tepelná vodivost PTFE ovlivňuje interpretaci tepelného obrazu. Teplotní gradient z vnitřní strany na vnější stranu stěny trubky je strmější pro PTFE než pro kov. Povrchová teplota PTFE trubice je tlumená reprezentace vnitřní teploty kapaliny. Malé vnitřní teplotní rozdíly jsou na povrchu tlumeny.
Toto tlumení znamená, že infračervená termografie na PTFE trubicích je méně citlivá na jemné změny průtoku než na kovových trubkách, ale hlavní anomálie-vyhladovělé, zaplavené nebo zablokované trubice- jsou jasně rozpoznatelné. Teplotní rozdíl mezi normální a hladovou PTFE trubicí je 20-40 stupňů, což je výrazně nad rozlišením fotoaparátu.
Shrnutí
Infračervená termografie identifikuje nesprávnou distribuci proudění ve svazcích PTFE výměníků tepla mapováním povrchové teploty jednotlivých trubek. Normální trubky vykazují jednotné teploty 105-130 stupňů. Hladovějící trubky jsou chladnější (75-100 stupňů). Zaplavené trubky vykazují ostrý teplotní přechod na úrovni kondenzátu. Ucpané trubky se blíží teplotě lázně.
Každoroční infračervené průzkumy poskytují aktuální data, která identifikují vyvíjející se problémy dříve, než ovlivní výrobu. Bez{1}}kontaktní metoda nevyžaduje žádné přerušení procesu, když přístup umožňuje snímkování povrchů trubek.
Technická podpora pro postupy průzkumu infračervenou termografií a interpretaci snímků je k dispozici po předložení konfigurace svazku, rozměrů trubice, provozních teplot a omezení přístupu pro umístění kamery.
