Làm cách nào để phát hiện và đo độ dày thành ống PTFE-tại chỗ bằng đầu dò siêu âm?

Bước đầu tiên trong việc dự báo tuổi thọ sử dụng và tránh hư hỏng không mong muốn là biết chính xác độ dày thành còn lại của ống PTFE trong bộ trao đổi nhiệt. Không thể xác định được sự suy yếu dần dần do xói mòn, thâm nhập hoặc-tiếp xúc lâu dài với hóa chất bằng cách kiểm tra bằng mắt. Sử dụng máy đo độ dày siêu âm được hiệu chỉnh phù hợp và sử dụng phương pháp tiếp cận nhẹ nhàng, có kiểm soát, độ dày thành ống có thể được đo từ bên ngoài trong khi ống vẫn giữ nguyên vị trí trong bó trao đổi.

Kỹ thuật đo độ dày thành ống siêu âm tại chỗ này đã trở thành một giải pháp bảo trì dự đoán quan trọng cho các thiết bị nhiệt và hóa chất có giá trị cao khi việc kiểm tra tắt máy tốn kém hoặc không mong muốn.

Tầm quan trọng của việc đo tại chỗ độ dày thành ống PTFE
Ống PTFE thường được sử dụng cho các bộ trao đổi nhiệt thù địch về mặt hóa học do khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Tuy nhiên, về lâu dài, các bức tường có thể bị mỏng dần vì:

Xói mòn dòng chảy cảm ứng

Sự nhiễu loạn cục bộ tại các điểm tiếp xúc với vách ngăn.

Ảnh hưởng của sự thẩm thấu hóa học

Mòn do rung động cơ học

Sự mài mòn hạt trong chất lỏng xử lý

Sự xuống cấp của PTFE thường xảy ra chậm và đồng đều nên sự mỏng đi ở giai đoạn đầu thường không thể nhận thấy rõ ràng khi quan sát bên ngoài.

Các phép đo tại chỗ chính xác-cho phép:

Phát hiện mài mòn sớm cục bộ

Ước tính tuổi thọ còn lại

Phát hiện các vùng căng thẳng-cao

Kế hoạch bảo trì trước khi xảy ra sự cố

Nguyên lý đo độ dày thành siêu âm
Đo độ dày siêu âm bao gồm việc truyền xung âm thanh tần số cao vào vật liệu và đo thời gian để tiếng vang quay trở lại từ bức tường phía xa.

Cách tiếp cận này đã được phát triển cho ống PTFE do chất lượng âm thanh của PTFE.

Yêu cầu thăm dò tần số cao
Một đầu dò siêu âm tần số cao thường có trong phạm vi:

10-20 MHz

được sử dụng để có độ phân giải đủ cho các bức tường polymer mỏng.

Ở các tần số này:

Bước sóng đủ ngắn để phân giải các phần mỏng của PTFE

Cải thiện độ nét tín hiệu

Tăng cường độ rõ của tiếng vang phía sau

Xung siêu âm trở thành một âm thanh siêu âm nhỏ, phản xạ khỏi thành sau của polyme được che giấu và quay trở lại đầu dò.

Hiệu chuẩn vận tốc âm thanh của PTFE
Phép đo chính xác phụ thuộc rất nhiều vào việc hiệu chuẩn chính xác tốc độ âm thanh trong vật liệu PTFE cụ thể.

Quá trình hiệu chuẩn
Việc hiệu chuẩn thường được tiến hành với:

Một mẫu tham chiếu PTFE.

Độ dày từ cùng một đợt sản xuất đã biết

Môi trường được quản lý

Thời gian-của-chuyến bay được ghi lại được so sánh với độ dày đã biết và thiết bị được hiệu chỉnh để đọc vận tốc âm thanh phù hợp cho loại PTFE cụ thể đó.

Nếu không hiệu chuẩn đầy đủ, có thể có sai số đáng kể trong phép đo do sự khác biệt về:

Tỉ trọng

Chất độn

Lịch sử xử lý

Thông số nhiệt độ

Phương pháp đo và sử dụng đầu dò
Chuẩn bị bề mặt
Một lượng nhỏ gel ghép siêu âm được bôi lên bề mặt bên ngoài của ống để truyền âm thanh hiệu quả.

Việc ghép nối rất quan trọng vì các khe hở không khí tạo ra sự suy giảm đáng kể của sóng siêu âm.

Vị trí của đầu dò
Thăm dò phần tử-kép thường được chọn bao gồm:

Tinh thể truyền riêng biệt.

Nhận tinh thể riêng biệt

Sự sắp xếp này cho phép tín hiệu rõ ràng hơn và đặc biệt có lợi cho các vật liệu có thành mỏng hoặc có độ suy giảm cao như PTFE.

Đầu dò được ấn nhẹ lên bề mặt ống để tránh làm biến dạng polyme khá mềm.

Thu thập dữ liệu
Một số kết quả đo được thực hiện tại mỗi địa điểm đo khi nó được thực hiện.

Công cụ này hiển thị độ dày thành trực tiếp tính bằng mm, sử dụng tốc độ âm thanh đã hiệu chỉnh và thời gian-của-bay đo được.

Bản đồ độ dày thành ống trong bó
Các phép đo được thực hiện thường xuyên tại các vị trí dọc trục và chu vi dọc theo mỗi ống.

Điều này giúp có thể xác định:

Làm mỏng cục bộ xung quanh hỗ trợ vách ngăn

Các kiểu mòn do tác động của chất lỏng

Vùng xói mòn không đối xứng

Điểm thất bại sớm

Bằng cách lấy nhiều số đo ở các vị trí khác nhau, có thể tạo ra biên dạng độ dày cho mỗi ống.

Các nguồn lỗi đo lường điển hình
Việc đo độ dày thành siêu âm chính xác tại chỗ của ống PTFE phụ thuộc rất nhiều vào kỹ thuật và môi trường.

Vấn đề về chất lượng khớp nối
Việc sử dụng gel kém hoặc không khí bị mắc kẹt có thể gây ra:

Tín hiệu trở lại yếu

đọc thất thường

Giá trị độ dày bị hiểu nhầm

Đầu dò không được căn chỉnh
Góc đầu dò sai có thể gây ra:

Phản xạ tín hiệu

Cường độ tiếng vang giảm

Dữ liệu không nhất quán 2.

Ảnh hưởng của điều kiện bề mặt
Ô nhiễm bề mặt ống như:

Kết tủa hóa học

Phim oxy hóa

Sự mài mòn cơ học của kết cấu

có thể ảnh hưởng đến việc truyền tín hiệu.

Hiệu ứng nhiệt độ
Vận tốc âm thanh trong PTFE phụ thuộc một chút vào nhiệt độ và nếu không được điều chỉnh có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của phép thử.

Ưu điểm của phép đo siêu âm tại chỗ-
Kiểm tra siêu âm tại-tại chỗ mang lại lợi ích vận hành đáng kể so với các phương pháp phá hoại.

Kiểm tra mà không cần thâm nhập
Các phép đo được thực hiện mà không cần

Loại bỏ các ống

Tắt hệ thống (trong một số trường hợp nhất định)

Tháo gỡ

Khả năng bảo trì dự đoán
Việc giám sát các mô hình suy yếu dần dần của tường theo thời gian cho phép:

Dự đoán tuổi thọ sử dụng

Lập kế hoạch bảo trì

Giảm thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch

Nhắm mục tiêu kiểm tra
Có thể xác định các vùng có độ mòn cao cụ thể để có thể nhắm mục tiêu thay thế các ống có vấn đề thay vì gói toàn bộ thay thế.

Hạn chế của kỹ thuật
Tuy nhiên, có những hạn chế cố hữu đối với phép đo độ dày siêu âm bên cạnh những ưu điểm.

Năng lực vận hành cần thiết

Nhạy cảm với bản chất của khớp nối

Độ chính xác thấp hơn trên các bề mặt cong khó tiếp cận hoặc không thể tiếp cận

Có thể cần cập nhật hiệu chuẩn cho các loại PTFE khác nhau

Sự suy giảm tín hiệu lớn hơn ở những bức tường không hoàn hảo

Vì vậy, việc kiểm soát thủ tục cẩn thận là cần thiết để có được kết quả hợp lệ.

Ứng dụng trong trao đổi nhiệt hóa học
Cách tiếp cận này thường được sử dụng trong:

Bộ trao đổi nhiệt làm mát bằng axit

Hệ thống thu hồi dung môi

Đơn vị xử lý polyme

Bộ trao đổi nhiệt cho dược phẩm

Hệ thống xử lý hóa chất ăn mòn

Trong những môi trường này, ống PTFE thường là lựa chọn vật liệu duy nhất, do đó việc giám sát tình trạng là rất quan trọng.

Bản tóm tắt
Giám sát độ dày thành siêu âm tại-tại chỗ là một trong những công cụ bảo trì dự đoán mạnh mẽ nhất dành cho bộ trao đổi nhiệt PTFE. Có thể đo độ dày thành ống ngay từ bên ngoài ống mà không cần tháo rời thiết bị hoặc làm gián đoạn hoạt động bằng đầu dò siêu âm tần số cao{2}}đã được hiệu chỉnh.

Khi áp dụng cho ống PTFE đo độ dày thành ống siêu âm tại chỗ, phương pháp này biến quá trình phân hủy không thể phát hiện thành một thước đo có thể đo lường và theo dõi. Xói mòn và mỏng đi là các quá trình diễn ra từ từ và phát triển thành các mô hình có thể quan sát được chứ không phải là sự cố bất ngờ.

Đánh giá độ dày bằng siêu âm cung cấp chẩn đoán có giá trị nhất vì nó có thể cho bạn cái nhìn thoáng qua về những điều sắp xảy ra, cho bạn thấy bạn còn lại bao nhiêu rào cản bảo vệ trước khi phải hành động.