كيفية اكتشاف تسرب الأنبوب باستخدام كاشف تسرب بالموجات فوق الصوتية بسيط وغير مكلف؟

إن الثقب الصغير الذي يبكي في أنبوب PTFE، الموجود في عمق حزمة المبادل الحراري، هو بمثابة لص هادئ للمنتج والأداء. يعد اختبار الماء أو اختبار الصبغة لتحديد موقعه أمرًا فوضويًا، ويستغرق وقتًا طويلاً، وعادةً ما يكون غير حاسم في حالة وجود تسرب بسيط جدًا. يمكن لجيل جديد من أجهزة كشف التسرب بالموجات فوق الصوتية المحمولة الرخيصة أن "يسمع" ما هو غير مرئي. إن اضطراب الغاز عالي الضغط الذي يخرج حتى من أصغر الثقب يخلق هسهسة بالموجات فوق الصوتية عالية التردد، تتجاوز نطاق السمع البشري بكثير. يقوم الميكروفون الحساس ودوائر الكاشف بتحويل صرخة الموجات فوق الصوتية إلى نغمة مسموعة وقراءة مرئية للعداد. يقوم الفني فقط بمسح الهواء حول المنطقة المشتبه فيها ويمكنه تحديد المصدر الدقيق للتسرب.

التحدي: تسرب أنبوب صغير في مبادل PTFE
تُستخدم المبادلات الحرارية ذات الغلاف-والأنبوبي PTFE بشكل شائع في التطبيقات المسببة للتآكل، بما في ذلك خطوط التخليل الحمضي والمعالجة الكيميائية وتصنيع أشباه الموصلات. يمكن أن يؤدي أنبوب واحد متسرب إلى -التلوث المتبادل بين السوائل الجانبية-الجانبية والأنبوبية-، مما يؤدي إلى تدهور المنتج، أو تآكل المعدات النهائية، أو مشاكل بيئية. إنها مهمة خدمة ميدانية كلاسيكية للعثور على أنبوب التسريب المحدد من بين المئات.

العيوب الرئيسية للطرق التقليدية هي:

الاختبار الهيدروستاتيكي (ملء الماء): يتم ملء جانب الصدفة بالماء وضغطه. قطرات الماء تعني تسربات. ومع ذلك، فإن مادة PTFE مسامية قليلاً ويمكن أن تمتص الماء، مما يؤدي إلى ظهور علامات كاذبة. ثم يجب تجفيف الحزمة، وهي عملية تستغرق ساعات.

اختبار اختراق الصبغة: يتم تطبيق صبغة الفلورسنت ويتم عرض الحزمة تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية. هذا متسخ ويحتاج إلى تنظيف جيد ويمكن لمادة PTFE أن تمتص الصبغة.

اختبار فقاعة الصابون: رش ورقة الأنبوب بمحلول الصابون. تشير الفقاعات إلى وجود تسرب. يعمل هذا ولكنه بطيء مع الأحمال الثقيلة ويترك بقايا الصابون.

هناك بديل نظيف وسريع وغير جراحي-: جهاز كشف التسرب بالموجات فوق الصوتية.

كيف يعمل كاشف التسرب بالموجات فوق الصوتية
تعتمد طريقة أنبوب مبادل PTFE للكشف عن التسرب بالموجات فوق الصوتية على مبدأ أساسي لديناميات الموائع، أي التدفق المضطرب للغاز المضغوط من خلال فتحة صغيرة جدًا (ثقب أو كسر). ينتج هذا الاضطراب نطاقًا واسعًا من الصوت، بما في ذلك كمية كبيرة في نطاق تردد الموجات فوق الصوتية، بشكل عام 20-100 كيلو هرتز، وهو أعلى من الحد الأقصى للسمع البشري (حوالي 20 كيلو هرتز).

جهاز كشف التسرب بالموجات فوق الصوتية يشمل:

ميكروفون اتجاهي حساس للتردد بالموجات فوق الصوتية (غالبًا ما يكون عاكسًا مكافئًا أو دليل موجي مركَّز).

يقوم معالج الإشارات بإزالة ضوضاء الخلفية ذات التردد المنخفض (المحركات، المضخات، المحادثات، وما إلى ذلك) ويحول إشارة الموجات فوق الصوتية إلى نغمة مسموعة (تغاير).

سماعات الرأس للاستماع إلى النغمة المحولة.

عرض مرئي (رسم بياني شريطي LED أو شاشة LCD) لقوة الإشارة.

قم بتوجيه الميكروفون نحو تسرب الغاز، فيصدر الكاشف صوت هسهسة أو اندفاع في سماعات الرأس، ويصعد العداد. يتوقف الصوت عند توجيهه بعيدًا. الميكروفون اتجاهي، مما يسمح للمستخدم "بالدخول" إلى المصدر المحدد.

الكاشف عبارة عن أذن إلكترونية-تشبه الخفافيش يمكنها سماع الصرخة الصامتة الأسرع من الصوت الناتجة عن تسرب صغير عالي الضغط-.

إجراءات كشف التسرب خطوة بخطوة
يتم تنفيذ الطريقة التالية على غلاف وأنبوب PTFE الذي تم إخراجه من التشغيل وتصريفه وفصله.

الخطوة 1: تكوين المبادل
استنزاف الجانب قذيفة تماما. أي سائل متبقي داخل الغلاف سيضعف إشارة الموجات فوق الصوتية وقد يحول دون اكتشافها.

عزل جانب الأنبوب عن الأنابيب المرفقة. جانب الأنبوب مفتوح للغلاف الجوي (الضغط يساوي الضغط الجوي).

إذا أمكن، قم بتجفيف المجموعة. بالنسبة للتطبيقات المهمة، فإن نفخة قصيرة من الهواء الدافئ والجاف عبر جانب الغلاف ستزيل الرطوبة.

الخطوة 2: ضغط الغاز على جانب الصدفة
يرتبط جانب القشرة بغاز خامل نظيف وجاف (الهواء المضغوط أو النيتروجين أو الأرجون). يتم زيادة ضغط الغاز إلى القيمة التي ستنتج تدفقًا ملحوظًا من خلال أي ثقب صغير، ولكن ليس فوق ضغط التشغيل الآمن للمبادل. ضغط الاختبار النموذجي هو 10-30 رطل لكل بوصة مربعة (0.7-2 بار). تعطي الضغوط العالية إشارة بالموجات فوق الصوتية أقوى ولكنها قد تخاطر بتلف أنابيب أو أختام PTFE.

يجب أن يكون الضغط مستقرًا ومحافظًا عليه أثناء الاختبار. إذا كان التسرب على جانب الصدفة، فسوف ينخفض ​​الضغط. إذا كان التسرب صغيرًا، فقد يتطلب الأمر تغذية ثابتة للحفاظ على الضغط مرتفعًا.

الخطوة 3: تكوين كاشف التسرب بالموجات فوق الصوتية
قم بتركيب بطاريات جديدة واختبر الكاشف باستخدام تسرب معروف مثل ثقب صغير في قطعة من الأنابيب لتحديد ما إذا كان يعمل أم لا.

ضع سماعات الأذن واضبط مستوى الصوت إلى مستوى مريح.

إذا أمكن، قم بتكييف مرشح التردد مع النطاق المشترك لتسربات الغاز (غالبًا 35-45 كيلو هرتز). تتميز بعض أجهزة الكشف بمرشح ثابت.

صفر جهاز القياس أو اضبط الحساسية بحيث تعطي الضوضاء الخلفية بالموجات فوق الصوتية (على سبيل المثال من مصابيح الفلورسنت أو تسرب الهواء المضغوط في مكان آخر) قراءة منخفضة ومستمرة.

الخطوة 4: افحص جانب ورقة الأنبوب
يقف الفني عند وجه صفائح الأنابيب، وهو نهاية الحزمة حيث يمكن رؤية الأنابيب. يتم تحريك عصا الميكروفون الخاصة بالكاشف بعناية عبر الوجه، لتمرير كل فتحة أنبوب. يتم إجراء المسح على مسافة 5-15 ملم من أطراف الأنبوب. يتم وضع العصا مباشرة في كل أنبوب.

بالنسبة للأنبوب المحكم وغير المتسرب{{0}: لا يوجد تغيير في نغمة سماعة الرأس أو قراءة العداد على الكاشف. لا توجد طائرة غاز وبالتالي لا توجد إشارة بالموجات فوق الصوتية.

في حالة وجود تسريب في الأنبوب: يتم سماع صوت هسهسة أو ضجيج متسرع ملحوظ من خلال سماعات الرأس. يسجل العداد قراءة أعلى. "يستمر الصوت طوال فترة خروج الغاز. حرك العصا حتى يصبح الصوت أعلى، وستجد الأنبوب المثالي. يمكن وضع علامة على الأنبوب المعيب بعلامة (على سبيل المثال، "الصف 4، الأنبوب 17")

الخطوة 5: التأكيد والتسجيل
أعد -فحص الأنبوب المشتبه به بزاوية مختلفة قليلاً لتأكيد الإشارة.

قارن مع الأنابيب المجاورة لتجنب النتيجة الإيجابية الكاذبة من تسرب قريب.

قم بتسجيل الموقع وقراءة العداد (كمقياس نسبي لحجم التسرب). تسرب كبير يصدر إشارة عالية قوية. ثقب صغير جدًا يصدر إشارة متقطعة أضعف.

4. قم بخفض الضغط على جانب الغلاف قبل القيام بأي أعمال إصلاح.

يعتبر هذا الأسلوب نظيفًا وسريعًا جدًا وغير -غزوي ولا يستخدم أي مواد كيميائية. يستغرق مسح حزمة كاملة مكونة من 500 أنبوب من 10 إلى 15 دقيقة.

الصحة الفنية: المعلمات والقيود
الضغط التفاضلي هو المفتاح
يكون الكشف بالموجات فوق الصوتية أكثر فعالية عندما يكون هناك فرق كبير في الضغط عبر التسرب. في حالة وجود تسرب في الأنبوب، يكون جانب الغلاف تحت الضغط (على سبيل المثال 2 بار) ويكون جانب الأنبوب عند ضغط الهواء (0 بار). يشكل الفارق 2 بار نفاثة صوتية أو دون سرعة الصوت التي تنتج الموجات فوق الصوتية. إذا كان الفرق منخفضًا جدًا (على سبيل المثال . 0.1 بار)، فقد لا تكون سرعة الغاز عالية بما يكفي لإعطاء إشارة ملحوظة. نقترح حدًا أدنى للفرق قدره 0.5 بار (7 رطل لكل بوصة مربعة)، مع كون 1-2 بار هو الأفضل.

حالة الغاز المتوسطة
تتضمن الطريقة وسطًا متسربًا من الغاز. السوائل (الماء والزيت) التي تتدفق عبر ثقب صغير لا تنتج موجات فوق صوتية كبيرة (ولكن يمكن أن تحدث بعض الضوضاء من الوميض إذا كان الضغط مرتفعًا بدرجة كافية). ومن ثم يحتاج جانب الصدفة إلى التصريف والضغط بغاز، عادة هواء جاف أو نيتروجين. لا تحاول أبدًا إجراء هذا الاختبار مع جانب الصدفة المملوء بالسائل.

التصفية والضوضاء الخلفية
المنشآت الصناعية هي أماكن صاخبة. ومع ذلك، فإن الضوضاء الخلفية، أي المحركات والمضخات والمراوح والمعدات الاهتزازية، تتركز في نطاق التردد المسموع (أقل من 20 كيلو هرتز). يقوم الفلتر الإلكتروني الخاص بكاشف التسرب بالموجات فوق الصوتية بتصفية هذه الترددات المنخفضة ويسمح فقط بمرور الإشارات التي تتجاوز عتبة محددة مسبقًا (على سبيل المثال . 35 كيلو هرتز). وهذا يعطي الكاشف مناعة عالية ضد ضوضاء النبات . ومع ذلك، قد تتداخل المصادر التالية:

تسرب غازات مضغوطة أخرى قريبة (على سبيل المثال، خطوط الهواء المضغوط، والصمامات الهوائية). يجب إيقاف تشغيلها مؤقتًا أو استخدام الكاشف عندما يكون النشاط منخفضًا.

عمال اللحام أو عمال النظافة بالموجات فوق الصوتية (في نفس المبنى). تولد هذه الموجات فوق الصوتية بصوت عالٍ ويمكن ملاحظتها من مسافة بعيدة. وينبغي جدولة الاختبار أثناء عدم استخدام هذه المعدات.

كوابح ضوء الفلورسنت (الأنواع المغناطيسية السابقة) الضوضاء بالموجات فوق الصوتية. يمكن إجراء المسح مع إطفاء الأضواء أو حماية الكاشف، ويمكن أن يكون الكاشف حساسًا لها

حجم التسرب والحساسية
يمكن لمعظم أجهزة كشف التسرب بالموجات فوق الصوتية المحمولة اكتشاف تسرب الغاز بقدر 0.1 قدم مكعب قياسي في الساعة (حوالي 0.0028 م3/ساعة) في ظل الظروف المثالية. يتعلق الأمر بمعدل التسرب في أنبوب مبادل PTFE بفتحة 0.1 مم تحت ضغط 2 بار. قد لا تنتج التسريبات الصغيرة (مثل الشقوق الدقيقة) ما يكفي من التصوير بالموجات فوق الصوتية ليتم اكتشافها. في مثل هذه الحالات، قد يكون من الضروري استخدام معدات أكثر حساسية (مثل مستشعر الانبعاث الصوتي) أو نهج مختلف (مثل اضمحلال الضغط). ومع ذلك، بالنسبة لمعظم تطبيقات الخدمة الميدانية، يكتشف نهج الموجات فوق الصوتية الجزء الأكبر من الأنابيب المتسربة التي تؤثر على أداء العملية.

نصائح السلامة
حماية السمع. يتم تزويد الكاشف بسماعات رأس تسمح لك بإيقاف ضوضاء النبات العالية. ومع ذلك، إذا تم استخدام الكاشف بدون سماعات الرأس، فقد تكون النغمة المسموعة عالية بما يكفي لتسبب تلفًا في السمع إذا تم استخدامها بكثافة عالية لفترات طويلة من الوقت. اتبع تعليمات السلامة الخاصة بالشركة المصنعة.

غاز مضغوط: جانب الغلاف المضغوط. تأكد من أن جميع التوصيلات محكمة وأن الضغط لا يتجاوز تصنيف المبادل. شراء منظم الضغط. لا تقف مباشرة أمام الأنبوب إذا كان الضغط قد يتسبب في تفريغ الحطام.

اختيار الغاز: إذا كنت تستخدم النيتروجين أو أي غاز خامل آخر، فتأكد من أن لديك تهوية جيدة لتجنب إزاحة الأكسجين. لا تستخدم الغازات القابلة للاشتعال.

فوائد أكثر من طرق الكشف عن التسرب الأخرى
الطريقة النظافة سرعة المعدات CostPost-اختبار الإيجابيات الكاذبة للتنظيف
جهاز كشف التسرب بالموجات فوق الصوتيةنظيف جدًا (بدون مواد كيميائية).سريع جدًا (دقائق/حزمة)منخفض-متوسط ​​(300-300-1,500)منخفض (مع تصفية كافية)لا أحد
تعبئة الماء الهيدروستاتيكيرطب، يحتاج إلى التجفيفبطيء (ساعات، بالإضافة إلى وقت التجفيف)مضخة، خرطوم، منخفضيتطلب تجفيف متوسط ​​(تخلل)
تغلغل الصبغة، متسخ، بطيء، منخفض (الصبغة، مصباح الأشعة فوق البنفسجية) تنظيف كثيف منخفض
فقاعة الصابون نظيفة، ولكنها تترك بعض البقايا، بطيئة بالنسبة للحزم الكبيرة، منخفضة جدًا (محلول الصابون)، إزالة الصابون منخفضة
مقياس انحلال الضغط نظيف غير مباشر (يحدد الموقع فقط، لا يحدد بدقة) متوسط ​​(مقياس الضغط) غير متوفر (لا يوجد موقع) لا شيء
يعد الكاشف بالموجات فوق الصوتية مناسبًا بشكل مثالي لإعداد الخدمة الميدانية عندما يكون الوقت مقيدًا وتكون النظافة أمرًا بالغ الأهمية (الأدوية أو أشباه الموصلات أو مبادلات المواد الغذائية).

مثال عملي: تحديد موقع الثقب في مبادل خط التخليل
غلاف PTFE-و-مبادل أنبوبي يشتبه في حدوث تسرب في خط تخليل الفولاذ. يحتوي جانب القشرة على 15% حمض الهيدروكلوريك عند 80 درجة؛ يحتوي جانب الأنبوب على ماء تبريد. يُظهر تدفق المياه انخفاضًا صغيرًا في الرقم الهيدروجيني، مما يُظهر اختراق الحمض. يتم خلع الحزمة وتصريفها ووضعها على الدعامات. يتم ضغط جانب الصدفة بالهواء المضغوط إلى 15 رطل لكل بوصة مربعة (1 بار). تم تشغيل جهاز كشف التسرب بالموجات فوق الصوتية بقيمة 600 دولار. يقوم الفني بمسح ورقة الأنابيب ويسمع هسهسة مميزة من الأنبوب رقم 83. يقرأ العداد 80% من المقياس. تم وضع علامة على الأنبوب. تتحقق الإزالة اللاحقة من وجود ثقب دبوس مقاس 0.2 مم من التآكل الميكانيكي. يتم توصيل الأنبوب ويتم إرجاع المبادل إلى الخدمة. اكتمال التشخيص في 20 دقيقة.

الخلاصة: استمع إلى ما هو غير مرئي لاكتشاف التسرب بسرعة وموثوقية
يعد كاشف التسرب البسيط بالموجات فوق الصوتية أداة قوية وحديثة وعالية الكفاءة لتحديد موقع أنبوب التسرب في حزمة PTFE. فهو يحول الاختبار الكيميائي الذي يستغرق وقتًا-إلى فحص إلكتروني سريع. من خلال الضغط على جانب الغلاف بالغاز ومسح وجه صفيحة الأنابيب باستخدام كاشف محمول، يتم تحويل الهسهسة عالية التردد حتى لو كانت ثقبًا صغيرًا جدًا إلى نغمة مسموعة وقراءة مرئية. يعتبر هذا الأسلوب نظيفًا وغير -غزويًا ولا يتطلب مواد كيميائية أو وقت تجفيف ويعمل في ظروف نباتية صاخبة بفضل الترشيح الإلكتروني. في الميدان، يعد كاشف التسرب بالموجات فوق الصوتية هو الجهاز المفضل لأخصائي الخدمة لتحديد موقع تسرب الأنابيب بسرعة وموثوقية في المبادلات الحرارية PTFE.

أفضل أدوات التشخيص هي تلك التي يمكنها الاستماع إلى ما هو غير مرئي. لا يمكنك رؤية تسرب هسهسة صغير في حزمة كثيفة من صفائح PTFE، ولكن يمكنك سماعه-بمضرب-مثل الأذن الإلكترونية التي تحول المشكلة الصامتة إلى إشارة واضحة لا يمكن إنكارها.