Công nghệ bảo trì dự đoán được áp dụng như thế nào cho hệ thống gia nhiệt PTFE?

Theo truyền thống, máy sưởi PTFE thường bị hỏng và sau đó được thay thế. Bảo trì dự đoán sử dụng-dữ liệu điện, cấu hình nhiệt và phân tích xu hướng-để dự đoán khi nào máy sưởi sắp hết tuổi thọ, cho phép thay thế theo kế hoạch trong thời gian ngừng hoạt động theo lịch trình. Việc chuyển đổi từ phương pháp phản ứng sang phương pháp tiếp cận theo hướng{4}}dữ liệu này đang thay đổi cách các nhà máy công nghiệp vận hành máy sưởi ngâm PTFE, đặc biệt là trong các ứng dụng có độ tinh khiết cao hoặc ăn mòn-, trong đó lỗi không mong muốn sẽ dẫn đến hậu quả nặng nề. Bài viết này thảo luận về công nghệ và quy trình cụ thể được sử dụng trong việc bảo trì dự đoán hệ thống gia nhiệt PTFE.

Trường hợp bảo trì dự đoán cho bộ gia nhiệt PTFE
Bộ gia nhiệt PTFE (polytetrafluoroethylene): Dành cho các điều kiện hóa học thù địch, sản xuất nước có độ tinh khiết cao hoặc chất bán dẫn. Sự cố đột ngột có thể dẫn đến ngừng sản xuất, ô nhiễm hàng loạt hoặc công việc khẩn cấp. Bảo trì phản ứng hoặc chạy máy sưởi cho đến khi nó hỏng thường dẫn đến thời gian ngừng hoạt động quá lâu, chi phí vận chuyển tăng nhanh và lắp đặt gấp rút. Mặt khác, bảo trì dự đoán sử dụng giám sát liên tục hoặc định kỳ để phát hiện các xu hướng xuống cấp trước khi một sự kiện thảm khốc xảy ra.

Các phương pháp dự đoán đang trở nên phổ biến hơn đối với các bộ gia nhiệt PTFE nhạy cảm, đặc biệt là trong các lĩnh vực quy trình nơi việc kiểm soát nhiệt độ quy trình là nhiệm vụ quan trọng. Các phương pháp này dựa trên quan điểm cho rằng hầu hết các hư hỏng của lò sưởi đều xảy ra trước những thay đổi có thể định lượng được về đặc tính điện hoặc nhiệt.

Chìa khóa kỹ thuật dự đoán cho hệ thống gia nhiệt PTFE
1. Xu hướng rút điện
Mức tiêu thụ điện năng (công suất) tại một điểm đặt nhất định là một chỉ báo nhạy cảm về trạng thái của lò sưởi. Trong hoạt động bình thường, mức tiêu thụ điện năng của lò sưởi PTFE là không đổi đối với nhiệt độ bể nhất định và tổn thất nhiệt xung quanh. Công suất tăng chậm ở cùng một điểm đặt có thể cho thấy:

Cặn hoặc cặn bẩn - Bất kỳ sự tích tụ nào trên vỏ bọc PTFE đều làm giảm tốc độ truyền nhiệt tới chất lỏng, do đó bộ gia nhiệt phải chạy lâu hơn hoặc sử dụng nhiều điện hơn để duy trì nhiệt độ mong muốn.

Lỗi phần tử một phần - Phần tử gia nhiệt có điểm nóng cục bộ hoặc chập mạch một phần (ví dụ: do hơi ẩm xâm nhập) có thể biểu hiện hiện tượng rút dòng điện tăng hoặc không đều.

Chất cách điện bị xuống cấp - Dòng điện rò rỉ xuống đất, mặc dù không đủ để ngắt GFCI, nhưng vẫn làm tăng tổng mức sử dụng điện năng.

Làm thế nào để áp dụng:
Dòng điện của lò sưởi được đo bằng máy biến dòng (CT) được kết nối với PLC, đồng hồ đo năng lượng hoặc bộ ghi dữ liệu IIoT. Các kết quả đo được chuẩn hóa theo điểm đặt của quy trình và nhiệt độ môi trường. Nếu có xu hướng tăng lên, chẳng hạn như tăng 5-10% trong ba tháng, một cảnh báo sẽ được gửi để kiểm tra. Trong tương lai, bộ điều khiển thông minh có tính năng giám sát nguồn điện tích hợp sẽ tự động ghi lại và xu hướng thông tin này.

2. Xu hướng điện trở cách điện
Thước đo trực tiếp nhất về tính nguyên vẹn của phốt đầu cuối và tình trạng vỏ bọc PTFE là điện trở cách điện (kiểm tra megger). Chỉ số megger giảm dần qua nhiều tuần hoặc nhiều tháng cho thấy:

Hơi ẩm xâm nhập - Thấm hút chậm qua vòng bịt đầu cuối hoặc khớp nối ống dẫn bị hỏng .

Suy thoái vỏ bọc - Sự tấn công hóa học hoặc hư hỏng cơ học làm dây dẫn bên trong tiếp xúc với chất lỏng xử lý.

Làm thế nào để áp dụng:
Chúng tôi thường thực hiện thử nghiệm megger mỗi năm một lần khi nhà máy ngừng hoạt động. Bảo trì dự đoán dựa vào việc kiểm tra tự động, thường xuyên hơn. Một số hệ thống sưởi PTFE hiện đại có rơle giám sát cách điện tích hợp-và tín hiệu DC điện áp thấp (ví dụ: 24V) luôn được áp dụng để phát hiện dòng điện rò rỉ mà không cấp điện cho lò sưởi. Máy sưởi không có màn hình bên trong có số đọc megger di động hàng quý được lấy và ghi lại trong CMMS (Hệ thống quản lý bảo trì máy tính). Nếu xu hướng giảm, chẳng hạn từ 100 megohm xuống 10 megohm trong sáu tháng, thì đã đến lúc phải thay máy sưởi trước khi điện trở giảm xuống dưới mức quan trọng (thường là 1 megohm).

Dữ liệu được thu thập theo thời gian có thể hiển thị những thay đổi nhỏ mà một bài kiểm tra đạt/không đạt sẽ bỏ qua. Sự giảm dần dần cho thấy rõ hơn đáng kể so với một phép đo ở mức thấp duy nhất, có thể là do sự ngưng tụ tạm thời.

3. Đo nhiệt độ hồng ngoại (ảnh nhiệt)
Hình ảnh nhiệt cung cấp hình ảnh không tiếp xúc về sự phân tán nhiệt độ trên bề mặt bộ sưởi. Chụp ảnh nhiệt định kỳ bằng camera hồng ngoại-cầm tay hoặc máy bay không người lái-được sử dụng để so sánh ảnh nhiệt theo thời gian nhằm phát hiện các điểm bất thường đang phát triển.

Hình ảnh nhiệt thể hiện gì trong hệ thống gia nhiệt PTFE:

Các điểm nóng trên vỏ bọc PTFE - Quá nhiệt cục bộ có thể cho thấy các vấn đề về phần tử bên trong, đóng vảy loang lổ hoặc khô một phần-. Một điểm nóng tăng nhiệt độ hoặc diện tích giữa các lần kiểm tra cho thấy sự hư hỏng dần dần.

Sưởi đầu cực - Điểm nóng trong khu vực hộp nối có thể do kết nối điện lỏng hoặc vấu đầu cực bị rỉ sét. Nhiệt độ tăng đột biến 20 độ so với môi trường xung quanh tại thiết bị đầu cuối là một dấu hiệu chắc chắn của sự cố.

Phân phối nhiệt kém - Nếu chỉ một phần của vỏ nóng và phần còn lại nguội thì có thể có lỗi một phần bộ phận hoặc vấn đề về mức chất lỏng.

(Các) ứng dụng:
Quá trình quét nhiệt cơ bản được thực hiện khi máy sưởi còn mới hoặc được biết là tốt. Các bức ảnh tiếp theo được chụp ở cùng điều kiện tải và bể chứa (cùng điểm đặt, mức chất lỏng và nhiệt độ môi trường). Phần mềm xếp chồng các hình ảnh hoặc hiển thị chúng cạnh nhau, làm nổi bật bất kỳ sự chênh lệch nhiệt độ nào. Đối với các máy sưởi PTFE thiết yếu, quét nhiệt là quy trình thực hiện định kỳ 3 đến 6 tháng một lần.

Tích hợp với Hệ thống Nhà máy (CMMS & IIoT)
Giá trị đầy đủ của bảo trì dự đoán sẽ được hiện thực hóa khi các luồng dữ liệu được tích hợp vào nền tảng trung tâm cung cấp các cảnh báo có thể thực hiện được. Các lộ trình tích hợp sau đây đang thu hút được nhiều sự chú ý hơn:

Tích hợp CMMS - Kết quả kiểm tra Megger, dữ liệu xu hướng công suất và hình ảnh nhiệt được ghi trực tiếp vào CMMS kèm theo dấu thời gian. Nếu vượt quá ngưỡng-do người dùng xác định hoặc độ dốc xu hướng, lệnh sản xuất để thay thế máy sưởi sẽ được tạo ngay lập tức và lên lịch cho thời gian ngừng hoạt động theo kế hoạch tiếp theo.

Bảng điều khiển IIoT - Cảm biến không dây theo thời gian thực-truyền dòng điện chống dòng điện và điện trở cách điện tới nền tảng IIoT-dựa trên đám mây. Trang tổng quan cung cấp lịch sử và xu hướng, đồng thời tạo thông báo qua email hoặc SMS về bất kỳ sự khác biệt nào. Điều này đặc biệt hữu ích cho máy sưởi ở những khu vực xa xôi hoặc nguy hiểm, nơi khó kiểm tra thủ công.

Điện toán biên: Một số bộ điều khiển hiện đại thực hiện phân tích xu hướng trên thiết bị và chỉ báo cáo khi có tình trạng xảy ra, làm giảm yêu cầu truyền dữ liệu.

Một phép đo không nói lên toàn bộ câu chuyện; đó là xu hướng quan trọng. Khi khởi động bể nguội, chỉ có thể thu được một kết quả rút điện công suất cao. Chỉ số megger thấp trong một trường hợp có thể là do độ ẩm gần đây. Bảo trì dự đoán cần một số điểm dữ liệu theo thời gian để thiết lập xu hướng xuống cấp thực sự.

Đề xuất giá trị máy sưởi quan trọng
Bảo trì dự đoán là hữu ích nhất đối với các máy sưởi PTFE thiết yếu, nơi mà thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến ​​sẽ gây tốn kém. Ví dụ bao gồm:

Dây chuyền mạ điện - Bộ gia nhiệt chết làm chậm quá trình sản xuất và có thể đóng băng bồn tắm, khiến phải mất nhiều giờ để hâm nóng lại.

Bàn ướt bán dẫn - Lỗi bộ sưởi có thể làm hỏng lô tấm bán dẫn trị giá hàng trăm nghìn đô la.

Bể chứa hóa chất - Việc mất kiểm soát nhiệt độ có thể dẫn đến thay đổi độ nhớt hoặc sự kết tinh của các thành phần được lưu trữ.

Chi phí của một bộ gia nhiệt PTFE dự phòng và chi phí giám sát thường xuyên thấp hơn đáng kể so với chi phí dừng khẩn cấp đối với các ứng dụng đó. Bảo trì dự đoán cho phép thay thế trong thời gian ngừng hoạt động theo lịch trình, tránh tính phí vận chuyển gấp rút và cung cấp khả năng lắp đặt tỉ mỉ, an toàn.

Các vấn đề và mối quan tâm
Bảo trì dự đoán máy sưởi PTFE là một thách thức:

Chi phí cảm biến - Giám sát cách điện liên tục hoặc đồng hồ đo điện làm tăng chi phí ban đầu. tuy nhiên chi phí đã giảm xuống nhờ sự phổ biến của các thiết bị IIoT.

Diễn giải dữ liệu - Nhân viên phải được đào tạo về cách phân biệt các mẫu có liên quan với tính biến đổi của quy trình thông thường. Kết quả dương tính giả có thể dẫn đến những thay thế không cần thiết.

Thiết bị cũ - Bộ sưởi PTFE cũ hơn không có-cổng giám sát tích hợp cần được trang bị thêm hoặc yêu cầu cảm biến bên ngoài.

Con đường phía trước rộng mở nhưng không phải không có khó khăn. "Các thiết kế bộ sưởi PTFE trong tương lai có thể sẽ có-cảm biến nhiệt độ tích hợp và giám sát cách điện như một tính năng tiêu chuẩn để bảo trì dự đoán cắm{2}}và-phát.

Phần kết luận
Bảo trì dự đoán đang thay đổi cách chúng ta nghĩ về việc thay thế từ lập kế hoạch phản ứng sang chủ động. Các cơ sở có thể xác định xu hướng tiêu thụ điện năng, điện trở cách điện và hình ảnh nhiệt theo thời gian để dự đoán lỗi của bộ sưởi PTFE trước nhiều tuần hoặc nhiều tháng. Các luồng dữ liệu ngày càng được tích hợp vào nền tảng CMMS và IIoT, tạo ra các cảnh báo kích hoạt việc thay thế theo kế hoạch trong thời gian ngừng hoạt động theo lịch trình. Đối với các hệ thống gia nhiệt PTFE quan trọng, ROI đến từ việc ngăn chặn tổn thất sản xuất và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Bảo trì theo hướng dữ liệu-là một phần của phong trào Công nghiệp 4.0 lớn hơn và máy sưởi PTFE cũng không phải là ngoại lệ. Khi chi phí của cảm biến giảm và việc phân tích trở nên dễ dàng hơn, việc sử dụng các giải pháp bảo trì dự đoán bộ gia nhiệt PTFE sẽ tiếp tục được mở rộng.