Kako detektirati i izmjeriti debljinu stijenke PTFE cijevi na-licu mjesta pomoću ultrazvučne sonde?

Prvi korak u predviđanju vijeka trajanja i izbjegavanju neočekivanog kvara je znati točnu preostalu debljinu stijenke PTFE cijevi u izmjenjivaču topline. Postupno slabljenje zbog erozije, prodiranja ili dugotrajnog-izlaganja kemikalijama ne može se identificirati vizualnim pregledom. Korištenjem ispravno kalibriranog ultrazvučnog mjerača debljine i korištenjem nježnog, kontroliranog pristupa, debljina stijenke cijevi može se mjeriti izvana dok cijev ostaje na mjestu u snopu izmjenjivača.

Ova tehnika in situ ultrazvučnog mjerenja debljine stijenke PTFE cijevi postala je važno rješenje za prediktivno održavanje za kemijsku i termičku opremu visoke vrijednosti kada je ispitivanje gašenjem skupo ili neželjeno.

Važnost in situ mjerenja debljine stijenke PTFE cijevi
PTFE cijevi se obično koriste za kemijski neprijateljske izmjenjivače topline zbog svoje izvrsne otpornosti na koroziju. Međutim, dugoročno gledano, zidovi su podložni postupnom stanjivanju zbog:

Inducirana erozija protoka

Lokalizirana turbulencija na točkama kontakta s pregradom.

Učinci kemijske permeacije

Trošenje zbog mehaničkih vibracija

Abrazija čestica u procesnim tekućinama

Razgradnja PTFE-a često se odvija sporo i ravnomjerno tako da rani stadij stanjivanja često nije vizualno vidljiv vanjskim promatranjem.

Precizna mjerenja na-licu mjesta omogućuju:

Lokalizirano rano otkrivanje trošenja

Procjene preostalog životnog vijeka

Otkrivanje zona visokog-naprezanja

Planovi održavanja prije kvara

Princip ultrazvučnog mjerenja debljine stijenke
Ultrazvučno mjerenje debljine uključuje prijenos visokofrekventnog akustičnog pulsa u materijal i mjerenje vremena potrebnog za povratak jeke od udaljenog zida.

Ovaj je pristup razvijen za PTFE cijevi zbog akustičnih kvaliteta PTFE-a.

Zahtjev za visokofrekventnu sondu
Visokofrekventna ultrazvučna sonda obično u rasponu od:

10-20 MHz

koristi se za dovoljnu rezoluciju za tanke polimerne stijenke.

Na ovim frekvencijama:

Valna duljina dovoljno kratka da razdvoji tanke dijelove PTFE-a

Poboljšana definicija signala

Poboljšanje jasnoće odjeka stražnjeg zida

Ultrazvučni puls postaje mali zvuk sonara, odbijajući se od stražnje stijenke skrivenog polimera i natrag na sondu.

Kalibracija brzine zvuka PTFE-a
Točno mjerenje uvelike ovisi o pravilnoj kalibraciji brzine zvuka u specifičnom PTFE materijalu.

Proces kalibracije
Kalibracija se obično provodi s:

PTFE referentni uzorak.

Debljina iz iste serije poznata

Upravljano okruženje

Zabilježeno vrijeme--leta uspoređuje se s poznatom debljinom i oprema se kalibrira za očitavanje prave akustične brzine za taj određeni stupanj PTFE-a.

Bez odgovarajuće kalibracije može doći do značajnih netočnosti mjerenja zbog razlika u:

Gustoća

Supstanca za punjenje

Povijest obrade

Specifikacije temperature

Metoda mjerenja i uporaba sonde
Priprema površine
Mala količina ultrazvučnog spojnog gela stavlja se na vanjsku površinu cijevi za učinkovit prijenos zvuka.

Spajanje je važno jer zračni raspori proizvode značajno prigušenje ultrazvučnih valova.

Postavljanje sonde
Obično se odabire dvo{0}}elementna sonda koja uključuje:

Odvojeni odašiljački kristal.

Odvojeni prijem kristala

Ovaj raspored omogućuje bolju jasnoću signala i posebno je koristan za tanke stijenke ili materijale s visokom atenuacijom kao što je PTFE.

Sonda se lagano pritisne na površinu cijevi kako bi se izbjeglo izobličenje prilično mekanog polimera.

Prikupljanje podataka
Uzima se nekoliko očitanja na svakom mjestu mjerenja kada je postavljeno.

Instrument pokazuje debljinu stijenke izravno u mm, koristeći kalibriranu brzinu zvuka i izmjereno vrijeme--leta.

Karta debljine stijenke cijevi u snopu
Mjerenja se rutinski provode na različitim aksijalnim i obodnim mjestima duž svake cijevi.

To omogućuje prepoznavanje:

Lokalizirano stanjivanje oko nosača pregrade

Obrasci trošenja od sudara tekućine

Asimetrične zone erozije

Rane točke kvara

Uzimanjem brojnih očitanja na različitim mjestima može se generirati profil debljine za svaku cijev.

Tipični izvori pogreške mjerenja
In situ precizno ultrazvučno mjerenje debljine stijenke PTFE cijevi uvelike ovisi o tehnici i okolišu.

Problemi s kvalitetom spajanja
Loša aplikacija gela ili zarobljeni zrak mogu uzrokovati:

Povratak slabog signala

nestalno čitanje

Pogrešno shvaćene vrijednosti debljine

Sonda nije poravnata
Pogrešan kut sonde može uzrokovati:

Refleksija signala

Smanjena snaga odjeka

Nedosljedni podaci 2.

Učinci stanja površine
Kontaminacija površine cijevi poput:

Kemijski talozi

Filmovi oksidacije

Mehaničko trošenje teksture

može utjecati na prijenos signala.

Učinci temperature
Brzina zvuka u PTFE-u malo ovisi o temperaturi i ako se ne ispravi može utjecati na točnost testa.

Prednosti ultrazvučnog mjerenja na-mjestu
In-ultrazvučni pregled nudi značajne operativne prednosti u odnosu na destruktivne pristupe.

Inspekcija bez prodora
Mjerenja se vrše bez

Uklanjanje cijevi

Isključenje sustava (određene okolnosti)

Rastavljanje rasklopa

Sposobnost prediktivnog održavanja
Praćenje obrazaca postupnog slabljenja stijenke tijekom vremena omogućuje:

Predviđanje vijeka trajanja

Planiranje rasporeda održavanja

Smanjeni neplanirani zastoji

Ciljane inspekcije
Moguće je identificirati specifične zone visokog trošenja tako da se zamjena problematičnih cijevi može ciljano izvršiti, a ne objediniti cijelu zamjenu.

Ograničenja tehnike
Ali postoje inherentna ograničenja za ultrazvučno mjerenje debljine bez obzira na prednosti.

Potrebna stručnost operatera

Osjetljiv na prirodu spoja

Niža točnost na teškim zakrivljenim ili nepristupačnim površinama

Možda će trebati ažuriranja kalibracije za različite stupnjeve PTFE-a

Slabljenje signala veće je u zidovima s nesavršenostima

Stoga je za dobivanje valjanih rezultata potrebna pažljiva proceduralna kontrola.

Primjene u kemijskim izmjenjivačima topline
Ovaj pristup se često koristi u:

Izmjenjivači topline za kiselo hlađenje

Sustavi za obnavljanje otapala

Jedinice za obradu polimera

Izmjenjivači topline za lijekove

Sustavi za rukovanje korozivnim kemikalijama

U ovim postavkama, PTFE cijevi su često jedini izbor materijala, stoga je praćenje stanja ključno.

Sažetak
In-ultrazvučno praćenje debljine stijenke jedan je od najsnažnijih alata za predviđanje održavanja za PTFE izmjenjivače topline. Debljina stjenke može se izmjeriti ravno kroz vanjsku stranu cijevi bez rastavljanja opreme ili prekida rada pomoću kalibrirane visoko-ultrazvučne sonde.

Kada se primijeni na ultrazvučno mjerenje debljine stijenke PTFE cijevi na licu mjesta, ovaj pristup pretvara proces razgradnje koji se ne može otkriti u mjerljivu mjeru koja se može pratiti. Erozija i stanjivanje postupni su procesi i razvijaju se u vidljive uzorke, a ne u neočekivane kvarove.

Ultrazvučna procjena debljine pruža najvrjedniju dijagnostiku budući da vam može dati uvid u stvari koje dolaze, pokazujući vam koliko vam je zaštitne barijere preostalo prije nego što morate nešto poduzeti.