보이지 않는 문제
설계 등급보다 15% 적은 열을 전달하는 PTFE 열 교환기는 눈에 띄는 문제가 없을 수 있습니다. 튜브가 깨끗해 보입니다. 증기압이 정확합니다. 응축수는 정상적으로 배출됩니다. 성능 부족은 흐름의 잘못된 분포로 인해 발생합니다. 일부 튜브는 완전한 증기 흐름을 받는 반면 다른 튜브는 굶거나 넘치게 됩니다. 성능이 저하된 튜브는 육안으로는 제대로 작동하는 튜브와 구별할 수 없습니다.
적외선 열화상 촬영은 보이지 않는 것을 보이게 합니다. 작동 중 PTFE 튜브 번들을 가리키는 적외선 카메라는 모든 튜브의 표면 온도를 보여줍니다. 정상적인 증기 흐름을 갖는 튜브는 증기 포화 온도에 가까운 길이를 따라 균일한 온도를 나타냅니다. 굶주린 튜브는 더 낮은 온도를 보여줍니다. 침수된 튜브는 응축수 수준이 있는 튜브를 따라 중간에 급격한 온도 구배를 나타냅니다.
진단 절차는 비접촉식이며-정상 작동 중에 수행할 수 있으며 시간 경과에 따른 추세 비교를 위한 영구적인 이미지 기록을 제공합니다.
열화상 원리
PTFE는 특정 파장 대역의 적외선에 부분적으로 투명하지만 장파 적외선(8~14μm) 대역에서 PTFE의 표면 방사율은 약 0.85~0.92입니다. 이러한 높은 방사율은 적외선 카메라가 내부 유체 온도가 아닌 PTFE 튜브의 실제 표면 온도를 측정한다는 것을 의미합니다.
적절한 증기 흐름을 받는 튜브의 내부 증기 온도는 143도입니다(3barg 증기의 경우). 공정 유체에 의해 냉각되는 외부 PTFE 표면 온도는 일반적으로 10{4}}30도 더 낮습니다. 60도 수조의 경우 115~130도 정도입니다. 온도는 튜브를 따라 균일하며 증기 입구에서 응축수 출구까지 약간 감소합니다.
설계 증기 흐름의 일부만 받는{0}}고갈된 튜브는 열 입력이 감소하기 때문에 더 낮은 온도에서 작동합니다. 표면 온도는 80-100도일 수 있으며 여전히 욕조 온도보다 높지만 적절하게 공급되는 튜브보다 훨씬 시원합니다.
응축수가 아래쪽 부분에 쌓인{0}}침수된 튜브는{1}}이봉 온도 프로필을 보여줍니다. 상단의 증기-가 채워진 부분은 뜨겁습니다(115-130도). 하부 응축수로 채워진 부분은 수조 온도 근처로 시원합니다(60~80도). 두 영역 사이의 전환이 급격하여 응축수 수준을 표시합니다.
표 1: PTFE 열 교환기 튜브 조건(3barg 증기, 60도 Bath)에 대한 적외선 온도 특성
| 튜브 상태 | 표면 온도 프로필 | 온도 범위(도) | 열화상 이미지 외관 | 시정 조치 |
|---|---|---|---|---|
| 정상적인 흐름 | 균일하고 길이에 따라 약간 감소함 | 115-130(입구), 105-120(출구) | 일관된 색상; 약간의 그라데이션 | 없음 |
| 기아 상태(낮은 증기 흐름) | 유니크하면서도 멋있다 | 75-100 | 인접한 일반 튜브보다 어둡습니다. | 헤더가 막혔는지 확인하세요. 증기 공급 확인 |
| 침수됨(응축수가 쌓임) | 바이모달: 상부 핫, 하부 쿨 | 115-130(상부), 60-80(하부) | 선명한 수평 색상 전환 | 스팀 트랩을 점검하십시오. 응축수 라인 기울기 확인 |
| 차단됨(흐름 없음) | 차갑고 목욕 온도에 가깝습니다. | 60-65 | 목욕 배경과 동일 | 튜브가 꼬였거나 잔해물이 막혔는지 확인하세요. |
| 과부하(과도한 증기) | 뜨겁고 균일한 | 125-140 | 인접한 튜브보다 밝음 | 너무 큰 튜브나 부분적으로 막힌 튜브가 있는지 확인하세요. |
적외선 조사 수행
적외선 조사는 일정한 온도의 수조를 사용하여 정상 작동 중에 수행됩니다. 카메라는 전체 튜브 길이를 표시하는 각도에서 튜브 묶음을 볼 수 있도록 배치되어 있습니다. 침수 번들의 경우, 번들을 부분적으로 올린 상태에서 탱크 표면 위에서 검사를 수행하거나 가능한 경우 접근 포트를 통해 검사를 수행할 수 있습니다.
핵심 요구 사항은 튜브 표면에 대한 명확한 가시선입니다. 불투명한 공정 유체에 담긴 PTFE 튜브는 직접 이미지화할 수 없습니다. 조사는 탱크가 튜브 수준 아래 부분적으로 배수되거나 탈착식 커버가 있는 외부 쉘{2}}및-튜브 교환기에서 번들을 관찰할 수 있을 때 가장 효과적입니다.
조사는 매년 반복되어야 하며 이전 이미지와 비교되어야 합니다. 분포 불량 추세가 발전하는 것은-작년에는 정상이었고 올해는 시원했습니다-완전히 막히기 전에 해결해야 하는 점진적인 오염 또는 잔해 축적을 나타냅니다.
PTFE 이미지 해석
PTFE의 낮은 열전도율은 열화상 해석에 영향을 미칩니다. 튜브 벽 내부에서 외부로의 온도 구배는 금속보다 PTFE의 경우 더 가파르습니다. PTFE 튜브 표면 온도는 내부 유체 온도의 감쇠된 표현입니다. 표면에서는 작은 내부 온도 차이가 감쇠됩니다.
이러한 감쇠는 PTFE 튜브의 적외선 열화상이 금속 튜브에 비해 미묘한 흐름 변화에 덜 민감하지만 -튜브가 부족하거나 침수되거나 막힌- 주요 이상 현상을 명확하게 구분할 수 있음을 의미합니다. 정상 PTFE 튜브와 굶주린 PTFE 튜브 사이의 온도 차이는 20-40도이며 이는 카메라 해상도보다 훨씬 높습니다.
요약
적외선 열화상은 개별 튜브의 표면 온도를 매핑하여 PTFE 열교환기 번들의 흐름 불량 분포를 식별합니다. 일반 튜브는 105~130도의 균일한 온도를 나타냅니다. 굶주린 튜브는 더 시원합니다(75-100도). 침수된 튜브는 응축수 수준에서 급격한 온도 변화를 보여줍니다. 막힌 튜브는 수조 온도 근처에 있습니다.
연간 적외선 조사는 생산에 영향을 미치기 전에 발생하는 문제를 식별하는 추세 데이터를 제공합니다. 비-접촉 방법은 접근이 가능하여 튜브 표면의 이미징이 허용되는 경우 프로세스 중단이 필요하지 않습니다.
번들 구성, 튜브 치수, 작동 온도 및 카메라 위치 지정에 대한 액세스 제한 사항을 제출하면 적외선 열화상 측정 절차 및 이미지 해석에 대한 엔지니어링 지원이 제공됩니다.
