כיצד לזהות ולכמת מעטפת פנימית-זרם מעקף צדדי באמצעות הדמיה תרמית?

בתוך המעטפת השחורה האטומה של מחליף חום PTFE, דליפה פנימית בלתי נראית גונבת את הביצועים. נוזל הצד- של מעטפת עוקף את צרור הצינורות דרך ממשק מדף כושל או איטום פגום ואינו עוקב אחר כיוון הזרימה הרצוי. המחליף עדיין פועל, הלחצים תקינים ואין דליפה בחוץ." עם זאת, חלק מנוזל התהליך מקצר- במעגל ישירות אל היציאה, ולכן היעילות התרמית יורדת בשקט. למרבה המזל, העקיפה החשאית הזו משאירה עקבות תרמית על הצד החיצוני של הקונכייה, תבנית חום דיסקרטית ללא הפרעה של מצלמה בודדת.

הדמיה תרמית נודעה כאחת מטכניקות האבחון הבלתי-פולשניות היעילות ביותר לגילוי בעיות מעקף צד של מעטפת במחלפי חום PTFE בנסיבות של תהליך חי.

הבנת זרימת מעקף בצד המעטפת
במחליף מעטפת וצינורות הפועלים כהלכה, נוזל הצד-הצד נדחף לזרום על פני צרור הצינורות בתבנית מבוקרת המוגדרת על ידי צינורות ומערכות איטום.

תנועת זרימה צולבת זו חשובה מכיוון שהיא:

ממקסם את העברת החום

מעדיף מערבולות

מסיר מים עומדים

מגביר את היעילות התרמית

מבטיח שימוש אחיד במעטפת

ככל שהמעקף מתפתח, חלק מהנוזל בצד המעטפת עוקף לחלוטין את תעלת הזרימה המיועדת.

הנוזל אינו עובר על צינורות ה-PTFE אלא יוצא דרך

אטמי הבליטה פגומים

רווחים בין הבלבולים לקיר הקונכייה

לוחות מחיצה נכשלו

רכיבים פנימיים מושחתים

ממשקי החבילה אינם יושבים כראוי

הזרם הדולף ממהר לכיוון המוצא עם מעט העברת חום משמעותית.

איך עובד הדמיה תרמית
זרם עוקף יוצר חריגת טמפרטורה מקומית במעטפת המחליף.

הנוזל העוקף עדיין בטמפרטורה שונה מאוד מסביבת הקונכייה, ומכאן שלקיר מעטפת הפלדה שמעל לזרם הנוכל יש חלוקת טמפרטורת פני השטח שונה.

המצלמה התרמית רואה את רוח הרפאים של הזרם הנוכל, צבועה בחום על עור הקונכייה.

פער טמפרטורה זה בולט יותר במהלך שינוי בטמפרטורת התהליך המבוקרת.

צור שינוי שלב בטמפרטורה
הדרך הטובה ביותר לאבחון היא לגרום, בכוונה, לשינוי מהיר בטמפרטורה בכניסת הצד- של המעטפת.

להלן מספר דוגמאות:

מים קרים מול מים חמים

הוכנס נוזל תהליך חם יותר

טמפרטורה לטווח קצר-התאמת אספקת מי הקירור

שינוי פרמטרים של לולאת מחזור

המטרה היא ליצור חזית תרמית המתפשטת במחליף החום.

המשמעות של שינויים בטמפרטורה מבוקרת
שינוי הטמפרטורה צריך להיות מספיק כדי לייצר ניגוד תרמי מובהק בחלק החיצוני של המעטפת.

עם זאת, מעבר הטמפרטורה לא חייב להיות אגרסיבי מדי.

למערכות צינורות PTFE יש סבילות נמוכה יותר להלם חום מהיר מאשר למערכות צינורות מתכתיים. שינויי טמפרטורה מוגזמים עלולים לגרום ללחצים מכניים נוספים על צרור המחליף.

אז לאבחון בטוח עדיף שלב טמפרטורה מתון אך מובחן.

ביצוע הסריקה התרמית
מצלמת אינפרא אדום ברזולוציה גבוהה- סורקת ללא הרף את פני המעטפת החיצונית לאחר תחילת שינוי הטמפרטורה.

תבנית תרמית של מחליף חום בריא
ככלל, מחליף שפועל בדרך כלל מציג:

שיפוע טמפרטורה קבוע

מעברים תרמיים איטיים

פיזור חום אחיד לאורך המעטפת

אפילו ירידה תרמית מכניסה ליציאה החוצה

הטמפרטורה של פני המעטפת משתנה באיטיות במהלך הולכת חום אופיינית דרך הצרור.

חתימה תרמית לעקוף זרם
מעקף בצד הקונכייה מספר סיפור שונה מאוד.

הסריקה התרמוגרפית מציגה תמונה אחרת:

רצועה חמה רציפה

תעלה צוננת במורד הקליפה

מדבקה תרמית מוגבלת.

תבנית טמפרטורה שאינה סימטרית

התפשטות תרמית מהירה לאזור היציאה

אנומליה זו עוקבת אחר המסלול של הנוזל העוקף כשהוא מופנה סביב צרור הצינורות.

בנסיבות חמורות החתימה התרמית עלולה לעבור כמעט ישר מהכניסה לפלט.

הבחנה בין דליפה מקומית לכללית
יתרון מרכזי של גישות PTFE לזיהוי מעטפת הדמיה תרמית הוא היכולת להבחין בין סוגי כשל שונים.

דליפה כללית דרך בלבול
דליפה פנימית בקנה מידה גדול מופיעה כ:

חריגות טמפרטורה נפוצות

מריחה תרמית, רחבה

אחידות תרמית נמוכה יותר בסך הכל

נקודות חמות או קרות חופפות רבות

דפוס זה עשוי לנבוע מגיל החותמים או השפלה כללית של החלקים הפנימיים במחליף.

מעקף מקומי של כשל
בדרך כלל איטום כושל בודד או מחיצה פגומה יגרום ל:

קו תרמי דק

ערוץ מוגדר היטב.

אזורי ריכוז חמים קרים

חתימות זרימה כיוונית שונות

התנהגות מקומית זו מאפשרת לצוות התחזוקה להקטין מאוד את גודל אזור הבדיקה לפני הכיבוי.

4.4. כימת חומרת העקיפה
הדמיה תרמית היא יותר מסתם מציאת פגם. זה יכול גם לקבל אומדן חומרה בסביבה מבוקרת.

הערכה איכותית
בתרחישים תעשייתיים רבים תמונה איכותית מספיקה כדי לאשר:

עוקף קיום זרימה

מיקום המעקף (בערך)

עוצמת הדליפה יחסית

התקדמות הידרדרות עם הזמן

מידע זה מספיק לעתים קרובות כדי להצדיק פעילות תחזוקה מתוכננת.

ניתוח תרמי, כמותי
ניתוח מתוחכם יותר עשוי להעריך:

חלק זרימת מעקף יחסי;

גודל הפרש טמפרטורה

דרגת הידרדרות העברת החום

מהירות התפשטות תרמית

נדרשים מספר גורמים למדידות כמותיות:

מצלמת אינפרא אדום מכוילת

יכולת ספיגה ידועה של דופן המעטפת

תנאים סביבתיים יציבים

זוויות צפייה אחידות

טמפרטורות מבוקרות תהליך

תיקון פליטות נדרש עבור קריאות טמפרטורה, אך הדפוסים החזותיים עדיין רלוונטיים לאבחון.

יתרונות על פני שיטות בדיקה קונבנציונליות
בדיקת מעטפת שגרתית-צריכה בדרך כלל:

מחליף כבוי

בידוד וניקוז

הסרת צרור

פירוק עיוור

הפסקה ממושכת

הדמיה תרמית מונעת הרבה מההפרעות הללו.

היתרונות של אבחון לא פולשני
היתרונות התפעוליים העיקריים הם:

פונקציית בדיקה מקוונת

אין הפסקת ייצור

זיהוי פגמים מהיר

הפחתת אי הוודאות בתוכניות תחזוקה

זיהוי כשל מוקדם

מיקוד תיקון משופר

במקום להפיל מחליף באופן אקראי, צוות תחזוקה יכול לתכנן פעולות תיקון ספציפיות להפסקה המתוכננת הבאה.

גורמים המשפיעים על איכות התמונה
מספר סוגיות מעשיות משפיעות על הבהירות של חתימות עוקף תרמי.

מצב של משטח מעטפת
הצבע, החמצון, הלחות ומצב הבידוד משפיעים על התנהגות פליטת האינפרא אדום.

זרימת אוויר סביבה
קצב זרימת אוויר גבוה מעל המעטפת עלול לגרום לעיוות של טמפרטורות פני השטח החיצוניות.

הסרת בידוד
לעתים קרובות יש צורך להסיר מיגון זמני כדי שניתן יהיה לסרוק את משטח המעטפת החשוף במדויק.

זמן ייצוב תרמי
צריך לעבור מספיק זמן כדי שחזית הטמפרטורה תתפשט דרך הקליפה ותיצור ניגוד גלוי מבחוץ.

יישומים במערכות מחליף חום PTFE
אבחון הדמיה תרמית שימושי במיוחד עבור מחליפי PTFE, שכן לא תמיד ניתן ליישם הליכי בדיקה פולשניים אגרסיביים על צינורות הפולימר.

השימושים הנפוצים כוללים:

ציוד לתהליכים כימיים

מעגלי קירור חומצה.

מחליפי חום לשחזור ממס

מכונות גימור משטחים

קירור תהליך מוליכים למחצה

מערכות תרמיות בפרמצבטיקה

בפרט, בתנאים אלה יש לשמור על זמן הפעילות ולאבחן הפסדי חום נסתרים.

מַסְקָנָה
הדמיה תרמית מספקת כלי רב עוצמה ללא-מגע, לא-פולשני, לחשוף זרמי עוקפים צדדיים של מעטפת- במחלפי חום PTFE. ניתן להשתמש בתבניות תרמיות על החלק החיצוני של המעטפת כדי להציג מסלולי זרימה עוקפים במהירות ובדייקנות ללא צורך בפתיחת הציוד על ידי החלת שינוי צעד טמפרטורה מבוקר.

PTFE בתחום הרחב יותר של זיהוי מעקף צד מעטפת בהדמיה תרמית, שיטה זו מספקת אישור חזותי מהיר של דליפה פנימית, מציינת אזורים ספציפיים של כשל ומאפשרת הערכה של רמת הירידה בביצועים התרמיים. פסים ברורים חמים או קרים על פני המעטפת הם בדרך כלל אינדיקציה טובה לאיפה בדיוק הנוזל בורח לבקרת זרימה יעילה.

הדמיה תרמית הופכת יותר ויותר לראיית רנטגן-תפעולית עבור ציוד תהליך עם הפיתוח המתמשך של טכנולוגיות אבחון תעשייתיות. בנסיבות רבות, הכלים השימושיים ביותר לפתרון בעיות הם אלה שיכולים לאבחן את המצב מבלי צורך קודם כל לסגור את התהליך.