Ултразвуково откриване на течове: локализиране на изтичания на сгъстен въздух и газове

Ултразвуково откриване на течове: намиране на течове на компресиран въздух и газове е техника за мониторинг на състоянието, която използва ръчни ултразвукови детектори за намиране на течове и други повреди, като слуша високочестотния звук, който те произвеждат, над диапазона на човешкото възприятие.

Защо течовете звучат по този начин

Когато компресиран газ избяга през отвор, напукан фитинг или износено седло на клапан, потокът става турбулентен в мястото на стеснението, генерирайки широколентов акустичен енергиен спектър, който се простира далеч над това, което човек може да чуе. Тази енергия е силна и високо насочена на близко разстояние, затова е по-лесно да се локализира, отколкото слабото шшш, което човек може да улови при голям теч. Малките течове, течовете в шумни зони и течовете зад ограждения или по тръбни рафтове обикновено са нечуваеми за ухото, но все пак излъчват чист ултразвуков отпечатък. Ръчен детектор използва насочен сензор, за да улови тази енергия, след което я преобразува в слушаем диапазон, така че техникът да може да я чуе през слушалки, докато наблюдава индикатор за сила на сигнала. Ултразвукът заглушава бързо при преминаване през въздух и твърди прегради, затова сигналът отслабва бързо с разстоянието, позволявайки на оператор да се фокусира върху точното място на теча.

Къде се използва техниката

• Течове на компресиран и инструментален въздух при съединения, маркучи, цилиндри, регулатори и резби на тръби.
• Течове на технологични и специални газове, включително азот и CO2, когато не е необходим газ-специфичен сензор.
• Вакуумни течове, при които насочващият се навътре въздух дава същия турбулентен сигнал като изходящ теч.
• Тестване на парни капани, което позволява да се различи нормално циклиращ капан от такъв, който пропуска или е запушен.
• Електрическа инспекция, откриване на коронни явления и дъгови разряди преди повредата да стане видима.
• Ранно откриване на повреди на лагери, тъй като износената бягаща повърхност на лагера генерира ултразвукова енергия далеч преди амплитудата на вибрациите да се повиши достатъчно, за да задейства аларма.

Размерът на проблема със загубите на компресиран въздух

Компресираният въздух е една от най-скъпите услуги в заводa на единица доставена енергия, а нерегулираните течове неизменно са един от най-големите източници на загуби в система за компресиран въздух. В заводи без програма за управление на течовете е обичайно значителна част от общо генерирания въздух — често посочвана в рамките на 20 до 30 процента от капацитета на компресора — да се губи през течове, вместо да достигне продуктивна употреба. Структурирана програма за обследване, маркиране и ремонт е стандартното решение: течовете се локализират, маркират с етикети, оценяват се по дебит, регистрират се и се ремонтират първо най-големите, като обследването се повтаря на всеки няколко месеца в зависимост от развитието на нови течове. Дисциплинирана програма обикновено държи загубите на нисък едноцифрен или нисък двуцифрен процент от продукцията.

Точният дебит зависи от налягането в линията и формата на отвора, така че третирайте това като ориентировъчно ръководство за порядъка на величините, а не като заместител на конкретно измерване с детектор.

Как да проведете обследване за течове

• Провеждайте обследване в тих период, когато е възможно; околният шум не пречи на откриването, но достъпът е по-лесен при намалено натоварване.
• Работете системно по всяка основна линия, проверявайки всеки съединител, клапан, регулатор и резбово съединение.
• Маркирайте всеки потвърден теч и запишете местоположението, приблизителния дебит и снимка, ако системата го поддържа.
• Класирайте течовете по дебит и разходи и насочвайте ремонтите с най-висока стойност първо през системата за работни поръчки.
• Потвърдете ремонтите при следващия обход и проследявайте обема на течовете във времето като водещ KPI.

Регистрирането на етикетите за течове и проследяването на обема на течовете в поредни обследвания е точно от типа периодична поддръжка, която CMMS платформа като Fabrico е създадена да подпомага. Запазете демонстрация на Fabrico, за да видите как етикетите за течове се вписват в по-широк работен процес за мониторинг на състоянието.

Приложения при парни капани и вакуум

Тестването на парни капани с ултразвуков детектор, често в комбинация с контактна температурна сонда, позволява на инспектора да класифицира капана като нормален, с повреда — постоянно отворен, или с повреда — запушен, без да го отваря. Капан, повреден в отворено положение, пропуска жива пара непрекъснато и произвежда силен, стабилен сигнал, докато капан, повреден в затворено положение, издава малко звук и работи по-хладно от очакваното на входящата страна. Редовно обследване на капани, поне веднъж годишно, е стандартна практика и се комбинира с по-широка програма за инспекция на връщането на пара и кондензат. Откриването на вакуумни течове работи по същия принцип в обратна посока, локализирайки течове в опаковъчни линии и вакуумни пещи без трасировъчен газ, въпреки че детектор за хелий остава по-чувствителен за много фини течове.

Избор и използване на детектор

Детекторите варират от прости скринингови устройства до усъвършенствани модели с обработка на сигнал, калкулатори за скорост на теча и регистриране на данни. Наличието на контактни сонди за ултразвук, предаван чрез твърди тела (лагери, паропроводи), спрямо въздушни сензори (течове, електрически повреди) е ключов критерий за избор, а резултатите зависят силно от техниката на оператора, така че обучението е толкова важно, колкото и спецификацията. Обследванията допълват, а не заменят други методи; детектор, който сигнализира за необичаен звук в лагер, трябва да задейства пълна вибрационна диагностика, а следването на призната рамка като указанията за сертификация ISO 18436 за мониторинг на състоянието поддържа инспекцията интегрирана с програмата за надеждност.

Често задавани въпроси

Могат ли ултразвуковите детектори да откриват течове в шумна производствена среда?

Да. Техниката слуша над нормалния индустриален шум, а детекторът е силно насочен на близко разстояние, така че работи добре на шумен производствен цех.

Колко често трябва да се повтаря обследване за течове на компресиран въздух?

Повечето обекти провеждат пълно обследване два до четири пъти годишно, тъй като нови течове се появяват непрекъснато вследствие на вибрации и износване на съединенията.

Казва ли ултразвуковото откриване точния размер на теча?

Детекторите могат да оценят дебита и разходите на база сила на сигнала, разстояние и налягане в линията, достатъчно точно за приоритизиране на ремонтите. Точно измерване изисква течът да бъде изолиран и измерен директно.

Полезна ли е ултразвуковата инспекция и за нещо друго освен течове?

Да, включително за тестване на парни капани, откриване на електрическа корона и дъгови разряди, и ранни акустични признаци за износване на лагери, често преди тези повреди да се появят при вибрационен или инфрачервен мониторинг.