Làm thế nào để phát hiện ống rò rỉ bằng máy dò rò rỉ siêu âm đơn giản, rẻ tiền?

Một lỗ kim cực nhỏ, rỉ nước trong ống PTFE, nằm sâu bên trong bó bộ trao đổi nhiệt, là kẻ trộm sản phẩm và hiệu suất một cách thầm lặng. Việc kiểm tra nước hoặc thuốc nhuộm để xác định vị trí của nó rất lộn xộn, mất nhiều thời gian và thường không kết luận được nếu có rất ít rò rỉ. Một loại máy dò rò rỉ siêu âm di động, giá rẻ mới có thể 'nghe thấy' những điều vô hình. Sự hỗn loạn của khí áp suất cao phun ra ngay cả lỗ kim nhỏ nhất tạo ra tiếng rít siêu âm tần số cao, khác biệt, vượt xa phạm vi nghe của con người. Micrô nhạy cảm và mạch điện của máy dò chuyển đổi tiếng hét siêu âm thành âm thanh có thể nghe được và chỉ số đồng hồ có thể nhìn thấy được. Kỹ thuật viên chỉ cần quét không khí xung quanh khu vực nghi ngờ và có thể xác định chính xác nguồn rò rỉ.

Thử thách: Rò rỉ ống nhỏ trong bộ trao đổi PTFE
Bộ trao đổi nhiệt dạng ống-và-ống PTFE thường được sử dụng trong các ứng dụng ăn mòn, bao gồm dây chuyền tẩy axit, xử lý hóa học và chế tạo chất bán dẫn. Một ống rò rỉ có thể dẫn đến-nhiễm bẩn chéo giữa chất lỏng bên-vỏ và bên ống-, dẫn đến hư hỏng sản phẩm, ăn mòn thiết bị hạ lưu hoặc các vấn đề về môi trường. Nhiệm vụ cổ điển của dịch vụ hiện trường là tìm ra ống rò rỉ cụ thể trong số hàng trăm ống.

Những nhược điểm chính của phương pháp truyền thống là:

Kiểm tra thủy tĩnh (đổ nước): Mặt vỏ được đổ đầy nước và điều áp. Giọt nước có nghĩa là rò rỉ. Tuy nhiên, PTFE hơi xốp và có thể ngấm nước, dẫn đến các dấu hiệu sai lệch. Sau đó bó phải được sấy khô, quá trình này mất nhiều giờ.

Thử nghiệm thẩm thấu thuốc nhuộm: Thuốc nhuộm huỳnh quang được sử dụng và bó được xem dưới ánh sáng tia cực tím. Cái này bẩn, cần được làm sạch kỹ và PTFE có thể thấm thuốc nhuộm.

Kiểm tra bọt xà phòng: Xịt dung dịch xà phòng vào tấm ống. Bong bóng chỉ ra sự rò rỉ. Điều này hoạt động nhưng chậm khi tải nặng và để lại cặn xà phòng.

Có một giải pháp thay thế sạch sẽ, nhanh chóng, không{0}}xâm lấn: máy phát hiện rò rỉ siêu âm.

Chức năng của máy dò rò rỉ siêu âm
Phương pháp ống trao đổi PTFE phát hiện rò rỉ bằng siêu âm dựa trên nguyên lý cơ bản của động lực học chất lỏng, cụ thể là dòng chảy hỗn loạn của khí điều áp thông qua một lỗ rất nhỏ (lỗ kim hoặc vết nứt). Sự nhiễu loạn này tạo ra một dải âm thanh rộng, bao gồm một lượng lớn dải tần siêu âm, thường là 20-100 kHz, cao hơn giới hạn tối đa mà thính giác của con người (khoảng 20 kHz).

Máy dò rò rỉ siêu âm bao gồm:

Một micrô định hướng nhạy cảm với tần số siêu âm (thường là bộ phản xạ parabol hoặc ống dẫn sóng tập trung).

Bộ xử lý tín hiệu loại bỏ tiếng ồn nền tần số thấp hơn (động cơ, máy bơm, cuộc trò chuyện, v.v.) và biến tín hiệu siêu âm thành âm thanh có thể nghe được (heterodyning).

Tai nghe để nghe giai điệu chuyển đổi.

Hiển thị trực quan (biểu đồ thanh LED hoặc LCD) về cường độ tín hiệu.

Hướng micrô vào điểm rò rỉ khí và máy dò phát ra âm thanh rít hoặc dồn dập trong tai nghe và đồng hồ đo tăng lên. Âm thanh dừng lại khi nó được hướng đi. Micrô có tính định hướng, cho phép người dùng "vào nhà" trên nguồn cụ thể.

Máy dò là một chiếc tai điện tử-giống như con dơi, có thể nghe thấy tiếng hét siêu thanh, thầm lặng của một rò rỉ áp suất cao,-nhỏ.

Quy trình phát hiện rò rỉ từng bước
Phương pháp sau đây được thực hiện trên bộ trao đổi vỏ và ống PTFE đã được đưa ra khỏi hoạt động, xả nước và tách riêng.

Bước 1: Cấu hình bộ trao đổi
Xả hoàn toàn bên vỏ. Bất kỳ chất lỏng nào còn sót lại bên trong vỏ sẽ làm suy yếu tín hiệu siêu âm và có thể ngăn cản việc phát hiện.

Cách ly mặt ống với hệ thống đường ống kèm theo. Phía ống thông với khí quyển (áp suất bằng áp suất khí quyển).

Nếu có thể, hãy làm khô bó. Đối với các ứng dụng quan trọng, một luồng không khí khô, ấm thổi qua mặt vỏ sẽ loại bỏ độ ẩm.

Bước 2: Áp suất khí ở phía vỏ
Mặt vỏ được liên kết với khí trơ sạch, khô (khí nén, nitơ hoặc argon). Áp suất khí được tăng lên đến giá trị sẽ tạo ra một dòng tia đáng chú ý xuyên qua bất kỳ lỗ kim nào, nhưng không vượt quá áp suất vận hành an toàn của bộ trao đổi nhiệt. Áp suất thử điển hình là 10-30 psi (0,7-2 bar). Áp suất cao hơn cho tín hiệu siêu âm mạnh hơn nhưng có thể gây nguy cơ làm hỏng ống hoặc vòng đệm PTFE.

Áp suất phải ổn định và duy trì trong quá trình thử nghiệm. Nếu rò rỉ ở phía vỏ thì áp suất sẽ giảm. Nếu rò rỉ nhỏ, có thể cần cấp nguồn ổn định để duy trì áp suất.

Bước 3: Cấu hình máy dò rò rỉ siêu âm
Lắp pin mới và kiểm tra máy dò bằng cách sử dụng rò rỉ đã biết, chẳng hạn như một lỗ nhỏ trên một đoạn ống để xác định xem nó có hoạt động hay không.

Đeo tai nghe vào và điều chỉnh âm lượng ở mức vừa phải.

Nếu có thể, hãy điều chỉnh bộ lọc tần số cho phù hợp với phạm vi rò rỉ khí thông thường (thường là 35-45 kHz). Một số máy dò có bộ lọc cố định.

Đưa máy về Zero hoặc đặt độ nhạy sao cho tiếng ồn siêu âm nền (ví dụ từ đèn huỳnh quang hoặc rò rỉ khí điều áp ở nơi khác) cho kết quả ở mức thấp và liên tục.

Bước 4: Kiểm tra mặt ống
Kỹ thuật viên đang đứng ở mặt tấm ống, phần cuối của bó nơi có thể nhìn thấy các ống. Cây đũa micro của máy dò được di chuyển cẩn thận trên khuôn mặt, đi qua từng lỗ ống. Quá trình quét được thực hiện ở khoảng cách 5–15 mm tính từ đầu ống. Cây đũa phép được đặt ngay vào mỗi ống.

Đối với ống kín,{0}}không bị rò rỉ: Không có thay đổi về âm thanh của tai nghe hoặc chỉ số đồng hồ trên máy dò. Không có tia khí nên không có tín hiệu siêu âm.

Nếu ống bị rò rỉ: Có thể nghe thấy tiếng rít hoặc tiếng ồn ào qua tai nghe. Đồng hồ ghi chỉ số cao hơn." Âm thanh kéo dài cho đến khi khí thoát ra. Di chuyển đũa xung quanh cho đến khi âm thanh to nhất và bạn đã tìm thấy ống hoàn hảo. Ống bị lỗi có thể được đánh dấu bằng dấu (ví dụ: "Hàng 4, Ống 17")

Bước 5: Xác nhận và ghi lại
-Quét lại ống nghi ngờ ở một góc hơi khác để xác nhận tín hiệu.

So sánh với các ống liền kề để tránh kết quả dương tính giả do rò rỉ gần đó.

Ghi lại vị trí và chỉ số đồng hồ (như một thước đo tương đối về kích thước rò rỉ). Một rò rỉ lớn tạo ra một tín hiệu lớn mạnh mẽ. Lỗ kim rất nhỏ tạo ra tín hiệu ngắt quãng yếu hơn.

4. Giảm áp suất bên vỏ trước khi thực hiện bất kỳ công việc sửa chữa nào.

Phương pháp này sạch sẽ, rất nhanh, không-xâm lấn và không sử dụng bất kỳ hóa chất nào. Quét toàn bộ bó 500 ống mất 10-15 phút.

Tính đúng đắn về mặt kỹ thuật: Thông số và hạn chế
Sự chênh lệch áp suất là chìa khóa
Phát hiện siêu âm hiệu quả nhất khi có sự chênh lệch áp suất lớn qua chỗ rò rỉ. Trong trường hợp ống bị rò rỉ, phía vỏ chịu áp suất (giả sử là 2 bar) và phía ống ở áp suất không khí (0 bar). Sự chênh lệch của 2 vạch tạo thành tia siêu âm hoặc cận âm tạo ra siêu âm. Nếu chênh lệch quá thấp (ví dụ: . 0.1 bar) thì vận tốc khí có thể không đủ cao để đưa ra tín hiệu đáng chú ý. Chúng tôi đề xuất mức chênh lệch tối thiểu là 0,5 bar (7 psi), trong đó 1-2 bar là tốt nhất.

Trường hợp khí trung bình
Phương pháp này liên quan đến một môi trường khí bị rò rỉ. Chất lỏng (nước, dầu) chảy qua một lỗ nhỏ không tạo ra siêu âm đáng kể (nhưng có thể tạo ra một số tiếng ồn do nhấp nháy nếu áp suất đủ cao). Do đó, mặt vỏ cần được thoát nước và điều áp bằng khí, thường là không khí khô hoặc nitơ. Không bao giờ thử phép thử này với mặt vỏ chứa đầy chất lỏng.

Lọc và tiếng ồn nền
Các nhà máy công nghiệp là nơi ồn ào. Tuy nhiên, tiếng ồn nền như động cơ, máy bơm, quạt, thiết bị rung tập trung ở dải tần số nghe được (dưới 20 kHz). Bộ lọc điện tử của máy phát hiện rò rỉ siêu âm lọc ra các tần số thấp hơn này và chỉ cho phép các tín hiệu vượt quá ngưỡng xác định trước (ví dụ:. 35 kHz) đi qua. Điều này mang lại cho máy dò khả năng miễn dịch cao đối với tiếng ồn của nhà máy. Tuy nhiên, các nguồn sau có thể gây trở ngại:

Rò rỉ khí điều áp khác ở gần (ví dụ: đường dẫn khí nén, van khí nén). Chúng nên được tắt tạm thời hoặc sử dụng máy dò khi có hoạt động thấp.

Thợ hàn siêu âm hoặc thợ làm sạch (trong cùng tòa nhà). Chúng tạo ra siêu âm lớn và có thể được nhận thấy từ rất xa. Việc thử nghiệm phải được lên kế hoạch khi không sử dụng thiết bị đó.

Chấn lưu đèn huỳnh quang (loại có từ tính trước đó) gây nhiễu siêu âm. Quá trình quét có thể được thực hiện khi tắt đèn hoặc máy dò được bảo vệ, máy dò có thể nhạy cảm với chúng

Kích thước rò rỉ và độ nhạy
Hầu hết các máy dò rò rỉ siêu âm cầm tay có thể phát hiện rò rỉ khí ở mức tối thiểu 0,1 foot khối tiêu chuẩn mỗi giờ (khoảng 0,0028 m3/h) trong điều kiện tối ưu. Đây là về tốc độ rò rỉ của ống trao đổi PTFE có lỗ 0,1 mm dưới áp suất 2 bar. Những rò rỉ nhỏ hơn (ví dụ: các vết nứt vi-) có thể không tạo ra đủ siêu âm để phát hiện. Trong những trường hợp như vậy, có thể cần một thiết bị nhạy hơn (ví dụ như cảm biến phát âm) hoặc một phương pháp khác (ví dụ như giảm áp suất). Tuy nhiên, đối với hầu hết các ứng dụng dịch vụ tại hiện trường, phương pháp siêu âm sẽ phát hiện phần lớn các ống rò rỉ ảnh hưởng đến hiệu suất của quy trình.

Mẹo an toàn
Bảo vệ thính giác. Máy dò được cung cấp tai nghe cho phép bạn tắt tiếng ồn lớn của nhà máy. Tuy nhiên, nếu sử dụng máy dò mà không có tai nghe, âm thanh nghe được có thể đủ lớn để gây tổn hại thính giác nếu sử dụng ở cường độ cao trong thời gian dài. Tuân theo hướng dẫn an toàn của nhà sản xuất.

Khí điều áp: Phía vỏ điều áp. Đảm bảo tất cả các kết nối đều chặt chẽ và áp suất không vượt quá định mức của bộ trao đổi nhiệt. Mua một bộ điều chỉnh áp suất. Không đứng trực tiếp trước ống nếu áp suất có thể khiến các mảnh vụn văng ra ngoài.

Lựa chọn khí: Nếu bạn đang sử dụng nitơ hoặc khí trơ khác, hãy đảm bảo rằng bạn có hệ thống thông gió tốt để tránh thay thế oxy. Không sử dụng khí dễ cháy.

Lợi ích so với các phương pháp phát hiện rò rỉ khác
Phương pháp Clenness Tốc độ Thiết bị CostPost-Kiểm tra việc dọn dẹp các kết quả dương tính giả
Thiết bị phát hiện rò rỉ siêu âmRất sạch (không có hóa chất). Rất nhanh (phút/gói)Thấp-trung bình (300-300-1.500)Thấp (có đủ bộ lọc)Không ai
Đổ nước thủy tĩnhƯớt, cần khôChậm (giờ, cộng với thời gian sấy)Bơm, vòi, thấpYêu cầu sấy Trung bình (thấm)
Thuốc nhuộm thẩm thấu Bẩn Chậm Thấp (thuốc nhuộm, đèn UV) Làm sạch nhiều Thấp
Bong bóng xà phòng Làm sạch nhưng để lại cặn Chậm đối với bó lớn Rất thấp (dung dịch xà phòng) Thấp Loại bỏ xà phòng
Đồng hồ đo giảm áp suất Sạch Gián tiếp (chỉ định vị, không xác định chính xác) Trung bình (đồng hồ đo áp suất) Không áp dụng (không có vị trí) Không có
Máy dò siêu âm phù hợp lý tưởng cho môi trường dịch vụ tại hiện trường khi thời gian bị hạn chế và độ sạch là rất quan trọng (bộ trao đổi cấp dược phẩm, chất bán dẫn hoặc thực phẩm).

Ví dụ thực tế: Xác định vị trí lỗ kim trong thiết bị trao đổi dây chuyền muối chua
Bộ trao đổi ống-và-ống PTFE bị nghi ngờ bị rò rỉ trong dây chuyền tẩy gỉ thép. Mặt vỏ chứa 15% HCl ở 80 độ; phía ống chứa nước làm mát. Dòng nước chảy ra có độ pH giảm nhẹ, cho thấy sự bùng phát axit. Bó được tháo ra, để ráo nước và đặt trên các giá đỡ. Phía vỏ được điều áp bằng khí nén tới 15 psi (1 bar). Một máy dò rò rỉ siêu âm trị giá $600 được bật. Kỹ thuật viên quét tấm ống và nghe thấy tiếng rít rõ rệt từ ống số 83. Đồng hồ đọc được 80% thang đo. Ống được dán nhãn. Việc loại bỏ sau đó sẽ xác minh lỗ chốt 0,2 mm do mài mòn cơ học. Ống được cắm và bộ trao đổi được đưa trở lại hoạt động. Chẩn đoán hoàn tất trong 20 phút.

Kết luận: Lắng nghe Vô hình để phát hiện rò rỉ nhanh chóng và đáng tin cậy
Máy dò rò rỉ siêu âm đơn giản là một công cụ mạnh mẽ, hiện đại và hiệu quả cao để xác định vị trí ống rò rỉ trong bó PTFE. Nó chuyển đổi một cuộc thử nghiệm hóa học tốn-tốn thời gian thành một cuộc quét điện tử nhanh chóng. Bằng cách tạo áp suất cho mặt vỏ bằng khí và quét mặt tấm ống bằng máy dò di động,-tiếng rít tần số cao của ngay cả một lỗ kim rất nhỏ cũng nhanh chóng được chuyển thành âm thanh có thể nghe được và số đọc bằng hình ảnh. Phương pháp này sạch sẽ, không-xâm lấn, không cần hóa chất hay thời gian sấy khô và hoạt động trong điều kiện nhà máy ồn ào nhờ bộ lọc điện tử. Tại hiện trường, máy phát hiện rò rỉ siêu âm là thiết bị được các chuyên gia dịch vụ lựa chọn để xác định vị trí rò rỉ ống một cách nhanh chóng và đáng tin cậy trong bộ trao đổi nhiệt PTFE.

Công cụ chẩn đoán tốt nhất là những công cụ có thể lắng nghe những điều vô hình. Bạn không thể nhìn thấy một tiếng rít nhỏ rò rỉ trong một bó tấm PTFE dày đặc nhưng bạn có thể nghe thấy nó-bằng tai điện tử giống như một con dơi-có khả năng biến một vấn đề thầm lặng thành một tín hiệu rõ ràng, không thể phủ nhận.