Die Nadel im Röhrenbündel
Ein PTFE-Wärmetauscher mit 80 Rohren weist ein kleines Leck auf. Dampfkondensat gelangt mit einer geschätzten Geschwindigkeit von 200 Millilitern pro Stunde in das Prozessbad-zu wenig, um den Badspiegel merklich zu beeinflussen, aber ausreichend, um die Chemie über Tage hinweg zu verunreinigen. Der Wärmetauscher muss repariert werden. Doch welche der 80 Röhren ist undicht?
Beim herkömmlichen Ansatz wird der Tank entleert, die Dampf- und Kondensatleitungen abgetrennt, der gesamte Wärmetauscher herausgehoben und jedes Rohr einzeln einem Drucktest unterzogen oder nach Blasen im undichten Rohr gesucht, während das Bündel in einen Wassertank eingetaucht ist. Dies ist ein mehrtägiger Vorgang. Die Produktion fällt für die Dauer aus. Bei einem Leck, das sich möglicherweise in einem einzelnen Rohr befindet, steht die Reparaturausfallzeit in keinem Verhältnis zum Defekt.
Eine Diagnosesequenz, die durchgeführt wird, während der PTFE-Wärmetauscher noch im Tank installiert ist, kann das undichte Rohr innerhalb von Stunden identifizieren und eine gezielte Reparatur {{0}durch Verstopfen dieses einzelnen Rohrs- ermöglichen, während der Wärmetauscher an Ort und Stelle bleibt. Die Produktion wird noch am selben Tag wieder aufgenommen.
Die drei-stufige Diagnosesequenz
Stufe 1: Stromkreisisolierung. Wenn der PTFE-Wärmetauscher über mehrere unabhängige Kreisläufe verfügt, von denen jeder über eigene Dampfzufuhr- und Kondensatrücklaufanschlüsse verfügt, wird das Leck zunächst auf einen bestimmten Kreis lokalisiert. Jeder Kreislauf wird nacheinander isoliert, während der Bediener die Badleitfähigkeit oder den Dampfkondensat-Durchflussmesser auf eine Änderung überwacht, die anzeigt, dass das Leck nicht mehr vorhanden ist. Der Stromkreis, der im isolierten Zustand zum Absinken der Verschmutzungsanzeige führt, ist derjenige, der das Leck enthält.
Stufe 2: Header-Blasentest beenden. Wenn der undichte Kreislauf isoliert und drucklos ist, wird über den Dampfeinlassanschluss Druckluft oder Stickstoff mit 0,5-1,0 bar in den Kreislauf eingespeist. Der Kondensatauslass ist verschlossen. Ein Techniker, der von oberhalb des Tanks aus arbeitet und dabei den Badspiegel knapp unter den oberen Sammler senkt, trägt Seifenlösung auf jede Rohrverbindung -zu- des unter Druck stehenden Sammlers auf. Blasen weisen auf eine Undichtigkeit an dieser Verbindung hin – entweder auf eine fehlerhafte Klemmverschraubung oder auf einen Riss im Rohr an der Verschraubung.
Befindet sich das Leck an einer Sammelleitung, ist die Diagnose abgeschlossen. Die Armatur wird erneut-angezogen oder das Rohrende wird erneut-abgedichtet. Wenn keine Leckage an der Sammelleitung festgestellt wird, befindet sich die Leckage entlang der Rohrlänge oder an der gegenüberliegenden Sammelleitung und das Verfahren geht zu Stufe 3 über.
| Diagnosestadium | Aktion | Zeitbedarf | Benötigte Ausrüstung |
|---|---|---|---|
| 1: Schaltkreisisolation | Isolieren Sie jeden Stromkreis nacheinander. Überwachung der Badleitfähigkeit oder des Kondensatflusses | 30-60 Minuten | Leitfähigkeitsmessgerät oder Durchflussmesser |
| 2: Header-Endblasentest | Unteres Badniveau; Kreislauf mit Luft unter Druck setzen; Tragen Sie Seifenlösung auf die Kopfverbindungen auf | 30-45 Minuten | Druckluftquelle, Manometer, Seifenlösung |
| 3: Wärmebild- oder Farbstoffverfolgung | Kreislauf unter Druck setzen; Scannen Sie das Rohrbündel mit einer Wärmebildkamera oder führen Sie Farbstoff in die Dampfseite ein | 30-60 Minuten | Wärmebildkamera oder Fluoreszenzfarbstoff + UV-Licht |
| Gesamtdiagnosezeit | 1,5-3 Stunden |
Stufe 3: Rohr-Länge des Leckorts
Wenn sich das Leck entlang der Rohrlänge oder am entfernten Kopfstück befindet, können zwei nicht{0}invasive Methoden das spezifische Rohr identifizieren.
Wärmebildgebung: Der Kreislauf wird kurzzeitig mit Dampf unter Druck gesetzt, während eine Wärmekamera das Rohrbündel von oberhalb der Badoberfläche abtastet. Das undichte Rohr weist eine thermische Anomalie auf-entweder einen lokalen Hotspot, an dem Dampf aus dem Leck austritt und das angrenzende Bad erwärmt, oder ein anderes Abkühlungsmuster als -nicht leckende Rohre, wenn Dampf durch den Leckpfad strömt.
Farbstoffverfolgung: Eine kleine Menge wasser-löslicher Fluoreszenzfarbstoff (von der FDA-zugelassen für gelegentlichen Lebensmittelkontakt, sofern der Prozess dies erfordert) wird mit Wasser in den isolierten Kreislauf eingespritzt. Der Kreislauf steht unter einem Druck von 1-2 bar. Die Farbstofflösung tritt durch das Leck aus und erzeugt eine sichtbare farbige oder fluoreszierende Wolke im Bad. Die Wolke wird auf das undichte Rohr zurückgeführt. Diese Methode ist endgültig, erfordert jedoch die Einführung einer Fremdsubstanz in das System, die mit der Prozesschemie kompatibel sein muss.
Die gezielte Reparatur
Sobald der undichte Schlauch identifiziert ist, ist die Reparatur unkompliziert. Der Kreislauf mit dem undichten Schlauch wird isoliert und drucklos gemacht. Der Schlauch wird an beiden Kopfstücken mit PTFE-Stopfen verschlossen, die in die Klemmverschraubungen eingesetzt werden. Die Stopfen werden mit den Drehmomentangaben des Armaturenherstellers angezogen. Der Kreislauf wird einem Drucktest unterzogen, um die Reparatur zu bestätigen. Der Badspiegel wird wiederhergestellt und der Kreislauf wird wieder in Betrieb genommen.
Das verstopfte Rohr reduziert die gesamte Wärmeübertragungsfläche bei einem 80-Rohr-Bündel um etwa 1-2 %. Der Kapazitätsverlust ist bei den meisten Prozessen vernachlässigbar. Wenn während der Lebensdauer des Wärmetauschers mehrere Röhren ausfallen, können die verstopften Röhren durch einen geplanten Austausch der Röhren ersetzt werden, wenn der kumulative Kapazitätsverlust erheblich wird.
Zusammenfassung
Zur Identifizierung des spezifischen undichten Rohrs in einem vollständig zusammengebauten PTFE-Wärmetauscher ohne Tankentleerung wird eine drei{0}stufige Diagnosesequenz verwendet: Isolierung des Kreislaufs, um das Leck in einem Kreislauf zu lokalisieren, Blasentest am Kopfende, um auf Verbindungslecks zu prüfen, und Wärmebild- oder Farbstoffverfolgung, um Lecks in der Rohrlänge zu lokalisieren. Der Vorgang ist bei installiertem Wärmetauscher in 1,5-3 Stunden abgeschlossen und ermöglicht eine gezielte Reparatur am selben Tag durch Verstopfen des einzelnen undichten Rohrs.
Technische Unterstützung für die In-{0}}Leckdiagnose von PTFE-Wärmetauschern ist nach Vorlage der Bündelkonfiguration, der Anzahl der Kreisläufe, der Tankzugangsbeschränkungen und der Kompatibilität der Prozesschemie mit den vorgeschlagenen Rückverfolgungsmethoden verfügbar.
