Un impianto chimico ha installato trasduttori di corrente e sensori di temperatura-montati su guaina su dodici riscaldatori a immersione in PTFE lungo le linee di placcatura e pulizia. I dati sono stati registrati continuamente e rivisti settimanalmente. Nel giro di sei mesi, il sistema di monitoraggio ha individuato due riscaldatori con una resistenza di isolamento in calo e uno con un andamento anomalo della temperatura della guaina. Entrambi i riscaldatori in declino sono stati sostituiti durante la manutenzione programmata prima che si guastassero. Il terzo è stato ricondotto ad una linea di circolazione parzialmente ostruita e corretta senza sostituire il riscaldatore. L'impianto ha stimato che il monitoraggio ha evitato tre guasti non pianificati e ha consentito di risparmiare oltre 40.000 dollari in tempi di inattività.
Il monitoraggio remoto non modifica la fisica del degrado del riscaldatore. Cambia i tempi della manutenzione. Rilevando i primi segnali di degrado-l'aumento della temperatura della guaina, la diminuzione della resistenza di isolamento e l'aumento dell'assorbimento di corrente-il monitoraggio consente di programmare la sostituzione anziché di reattiva. Il risultato è un minor numero di guasti non pianificati, tempi di inattività inferiori e una durata utile effettiva più lunga.
Cosa può essere monitorato
Diversi parametri forniscono informazioni utili sulle condizioni del riscaldatore. Ciascuno può essere monitorato con sensori e apparecchiature di registrazione dati facilmente disponibili e relativamente poco costose.
La temperatura della guaina è l'indicatore più diretto dello stress del riscaldatore. Una temperatura della guaina in aumento a potenza costante indica accumulo di calcare o diminuzione del trasferimento di calore. Una temperatura della guaina che supera una soglia indica un rischio immediato di degradazione del PTFE.
La resistenza dell'isolamento è l'indicatore più affidabile della permeazione e dell'ingresso di umidità. Una tendenza al ribasso nell'arco di settimane o mesi indica che la guaina si sta rompendo o che l'umidità sta raggiungendo l'MgO.
L'assorbimento di corrente indica la salute elettrica dell'elemento. Una corrente in aumento indica una resistenza in diminuzione, che potrebbe essere causata da un cortocircuito parziale. Una corrente in caduta indica una resistenza in aumento, che potrebbe essere causata dall'ossidazione dell'elemento o da un collegamento allentato.
| Parametro | Tipo di sensore | Intervallo normale | Soglia di avviso | Soglia di fallimento |
|---|---|---|---|---|
| Temperatura della guaina | RTD o termocoppia | 80-100 gradi | >105 gradi | >115 gradi |
| Resistenza di isolamento | Megaohmmetro (periodico) | >100 MΩ | <50 MΩ | <10 MΩ |
| Prelievo attuale | Trasduttore di corrente | ±5% della targa | ±8% | ±12% |
| Temperatura del bagno | RTD o termocoppia | Punto di riferimento ±2 gradi | Punto di riferimento ±4 gradi | Punto di riferimento ±6 gradi |
| Velocità del flusso | Flussostato | >0.15 m/s | <0.15 m/s | <0.08 m/s |
Parametri e soglie di monitoraggio per riscaldatori ad immersione in PTFE
Come il monitoraggio prolunga la durata utile
Il monitoraggio prolunga la durata utile consentendo un intervento tempestivo. Un riscaldatore che inizia ad accumulare incrostazioni può essere pulito prima che lo strato di incrostazioni diventi sufficientemente spesso da aumentare la temperatura della guaina nell'intervallo di degradazione. Un riscaldatore che mostra i primi segni di permeazione può essere sostituito prima che si guasti e causi un guasto a terra.
L'estensione non è infinita. Un riscaldatore fondamentalmente non adatto alla sua applicazione fallirà comunque. Ma il monitoraggio può prolungare la vita utile di un riscaldatore marginale del 20-50% individuando il degrado prima che diventi irreversibile.
| Fase di degrado | Rilevabile da | Azione | Estensione della vita |
|---|---|---|---|
| Accumulo di calcare,<0.5 mm | Andamento della temperatura della guaina | Pulito | 6–12 mesi |
| Scale buildup, >1 millimetro | Temp. guaina, corrente | Pulisci, controlla la densità di watt | 3–6 mesi |
| Permeazione precoce | Resistenza di isolamento | Pianificare la sostituzione | 2–4 mesi |
| Permeazione avanzata | Resistenza di isolamento, interventi GF | Sostituire immediatamente | - |
| Deriva degli elementi | Prelievo attuale | Controllare le connessioni | 1–3 mesi |
Stadi di degrado, metodi di rilevamento e potenziale di estensione della vita
Il costo del monitoraggio
Un sistema di monitoraggio di base per un singolo riscaldatore include un RTD-montato su guaina, un trasduttore di corrente e un registratore di dati. Il costo dell’hardware è compreso tra $ 300 e $ 800. L'installazione aggiunge $ 200– $ 500. Per un impianto con più riscaldatori, il costo per riscaldatore diminuisce perché il registratore di dati e il software di monitoraggio possono essere condivisi.
Il costo di un sistema di monitoraggio è paragonabile al costo di una singola sostituzione del riscaldatore. Se impedisce un guasto non pianificato, si ripaga da solo. Se prolunga la vita di più riscaldatori di alcuni mesi ciascuno, i risparmi sono sostanziali.
| Componente di monitoraggio | Costo per riscaldatore | Note |
|---|---|---|
| Guaina RTD | $150–300 | Necessario per il monitoraggio della temperatura |
| Trasduttore di corrente | $100–200 | Nucleo-diviso o-diviso |
| Registratore dati (condiviso) | $50–150 | Per riscaldatore per multi-canale |
| Manodopera di installazione | $200–500 | Per riscaldatore |
| Totale per riscaldatore | $500–1,150 | Costo del primo-anno |
Costo del sistema di monitoraggio per riscaldatore
Cosa il monitoraggio non può fare
Il monitoraggio non previene il degrado. Lo rileva. Un riscaldatore che funziona con una densità di watt eccessiva continuerà a degradarsi, anche se il degrado viene rilevato precocemente. Il monitoraggio fornisce il tempo per pianificare la sostituzione, ma non modifica il tasso di degrado sottostante.
Inoltre, il monitoraggio non sostituisce l'ispezione fisica. Una rottura della guaina o un graffio meccanico potrebbero non essere rilevabili attraverso il monitoraggio della temperatura o della corrente finché non provocano un guasto a terra. Resta necessaria un'ispezione visiva periodica.
Quando il monitoraggio è più prezioso
Il monitoraggio è particolarmente utile nei serbatoi critici in cui i tempi di inattività sono costosi, nei serbatoi in cui i riscaldatori si guastano in modo imprevedibile e nei serbatoi in cui le condizioni operative sono variabili e il riscaldatore funziona vicino ai suoi limiti.
Nei serbatoi non-critici con bassi costi di inattività, il monitoraggio potrebbe non essere giustificato. Il costo del sistema di monitoraggio può superare il risparmio derivante dai tempi di inattività evitati.
Quando il monitoraggio rivela un problema di specifiche
Avvisi di monitoraggio ripetuti sullo stesso riscaldatore-aumento della temperatura della guaina, diminuzione della resistenza di isolamento, aumento dell'assorbimento di corrente-indicano che il riscaldatore non è adatto all'applicazione. Il monitoraggio dice all'impianto che le specifiche devono essere modificate, non che il programma di manutenzione deve essere inasprito. Una configurazione personalizzata del riscaldatore a immersione in PTFE con bassa densità di watt, ampia superficie e accesso migliorato al flusso riduce il tasso di degradazione e riduce la frequenza degli avvisi di monitoraggio. Il processo di specifica richiede la composizione chimica del bagno, la temperatura operativa, le dimensioni del serbatoio e la cronologia dei guasti dei riscaldatori precedenti.
