Si sospetta che uno scambiatore di calore in PTFE presenti una piccola perdita interna in uno dei numerosi giunti tra tubo-e-piastra tubiera. Prima che venga portata una costosa attrezzatura per la spettrometria di massa dell'elio o venga programmata la rimozione completa del fascio, un metodo diagnostico sul campo straordinariamente semplice ed efficace può spesso identificare il problema in pochi minuti. Utilizzando solo una fonte di gas a bassa-pressione e una bottiglia spray riempita con acqua saponata, è possibile evidenziare visivamente un giunto che perde con sorprendente precisione. Questo metodo di prova classico, familiare al rilevamento delle forature dei pneumatici e alle ispezioni dell'aria compressa, rimane una delle tecniche di risoluzione dei problemi più pratiche disponibili per la manutenzione dello scambiatore.
Per molti team di manutenzione, la procedura di prova delle perdite dello scambiatore in PTFE della piastra provette per il test delle bolle di sapone rimane lo strumento diagnostico di prima linea-più conveniente ed economicamente vantaggioso.
Perché i giunti del tubo-alla-piastra tubiera perdono
Negli scambiatori a fascio tubiero-e-in PTFE, centinaia o addirittura migliaia di singoli tubi vengono espansi meccanicamente, svasati, saldati o fissati in altro modo nel gruppo della piastra tubiera.
Nel corso del tempo, diverse condizioni possono compromettere queste articolazioni:
Cicli termici
Vibrazione
Pulsazione di pressione
Dilatazione termica differenziale
Fatica meccanica
Degradazione chimica
Coppia di installazione non corretta
Anche un piccolo difetto può consentire la migrazione del fluido di processo tra il lato mantello e il lato tubo.
Queste perdite vengono spesso definite "piangenti" perché inizialmente possono produrre solo un tasso di infiltrazione molto piccolo.
Perché il test delle bolle di sapone funziona così bene
Il test delle bolle di sapone funziona secondo un principio semplice. Il gas pressurizzato che fuoriesce attraverso un percorso di perdita crea un flusso continuo di bolle quando passa attraverso una sottile pellicola di sapone.
A differenza delle perdite di gas invisibili, la formazione di bolle diventa immediatamente visibile al personale di manutenzione.
L'ammasso di bolle luccicanti e in crescita è la confessione innegabile della fuga di notizie, che rivela la posizione precisa del giunto rotto.
Poiché il test è altamente visivo, l'identificazione delle perdite può avvenire rapidamente senza una strumentazione complessa.
Preparazione dello scambiatore per il test
Isolare lo scambiatore
Lo scambiatore deve prima essere isolato in modo sicuro dal sistema di processo.
Questo generalmente include:
Procedure di lockout e tagout
Chiusura della valvola di isolamento
Rimozione del fluido di processo
Depressurizzazione
Drenaggio sia del mantello che del tubo
I residui chimici del processo devono essere completamente rimossi prima di introdurre il gas compresso.
Asciugare l'area di prova
La superficie della piastra tubiera deve essere ragionevolmente pulita e asciutta per migliorare la visibilità delle bolle.
Un eccesso di liquido residuo può diluire la soluzione di sapone e nascondere la formazione di piccole bolle.
Pressurizzazione del lato sospetto della perdita
Seleziona il lato corretto
Il lato sospettato di contenere il percorso della perdita viene leggermente pressurizzato.
In molti casi, questo è il lato del guscio, sebbene entrambi i lati possano essere testati a seconda dei sintomi operativi.
Utilizzare un mezzo di prova sicuro
L'aria compressa pulita e secca è il mezzo di prova più sicuro e più comune.
L'azoto può essere utilizzato anche in alcuni ambienti industriali in cui il controllo dell'umidità è importante.
Se vengono utilizzati gas infiammabili, l'area di prova deve essere completamente ventilata e devono essere applicati severi controlli di sicurezza. Nella maggior parte delle situazioni di manutenzione, l'aria compressa rimane l'opzione preferita e più sicura.
Mantenere una pressione di prova bassa
La pressione deve essere attentamente controllata.
Il test delle bolle di sapone è destinato esclusivamente al rilevamento di perdite a bassa-pressione e non deve mai avvicinarsi alla pressione massima di progetto dello scambiatore.
In genere, la pressione di prova non dovrebbe superare alcuni bar.
Una pressione eccessiva può:
Danneggiare i tubi in PTFE
Peggiorare una perdita esistente
Distorcere i giunti dei tubi
Creare condizioni non sicure
Durante la procedura è necessario utilizzare sempre un regolatore calibrato e un manometro.
Applicazione della soluzione di sapone
Utilizzare un liquido commerciale per il rilevamento delle perdite o una soluzione di sapone
Una soluzione commerciale standard per il rilevamento delle perdite-fornisce un'eccellente stabilità e visibilità delle bolle.
In alternativa, una semplice miscela di:
Sapone per i piatti
Acqua pulita
può funzionare efficacemente per la maggior parte delle applicazioni sul campo.
La soluzione dovrebbe produrre bolle stabili e di lunga durata- anziché schiuma sottile che collassa rapidamente.
Spruzzare o spazzolare la superficie della piastra tubiera
La soluzione viene applicata generosamente sulla superficie esposta della piastra tubiera dove sono visibili le estremità del tubo.
La copertura dovrebbe includere:
Giunti tra tubo-e-piastra tubiera
Interfacce di tenuta
Posizioni dei tubi tappati
Regioni di guarnizione adiacenti
Vengono comunemente utilizzati sia flaconi spray che spazzole morbide.
Identificazione della posizione della perdita
Osserva la formazione di bolle in crescita
Un giunto che perde si manifesta attraverso la continua generazione di bolle.
Le tipiche indicazioni di perdita includono:
Bollicine fini e stabili
Crescita lenta delle bolle
Formazione ripetuta di bolle in un unico punto
Grappoli di schiuma espandibile
La perdita del giunto di solito diventa evidente entro pochi secondi o minuti.
Un giunto sano e privo di perdite-rimarrà fermo senza un'attività prolungata delle bolle.
Contrassegnare immediatamente il tubo difettoso
Una volta identificata la posizione della perdita, la posizione del tubo deve essere chiaramente contrassegnata per la riparazione.
I metodi di marcatura comuni includono:
Pennarelli a vernice
Matite grasse
Nastro per etichettatura
Documentazione sulla mappa della metropolitana
Ciò impedisce confusione durante i successivi lavori di riparazione o l'ispezione del fascio.
Vantaggi del test delle bolle di sapone
Estremamente visivo e semplice
Uno dei maggiori punti di forza di questo metodo è la sua chiarezza.
Il test prevede:
Conferma visiva immediata
Localizzazione precisa della perdita
Requisiti minimi di attrezzatura
Capacità di risoluzione rapida dei problemi
In molti casi, l'esatto tubo che perde può essere identificato in pochi minuti.
Risoluzione dei problemi sul campo- a costi contenuti
Rispetto ai sistemi avanzati di rilevamento delle perdite, il metodo delle bolle di sapone richiede investimenti minimi in attrezzature.
Sono necessari solo alcuni elementi di base:
Sorgente di gas a bassa-pressione
Regolatore di pressione
Soluzione di sapone
Flacone spray o pennello
Ciò rende la tecnica particolarmente utile durante gli arresti degli impianti e le situazioni di manutenzione di emergenza.
Limitazioni del metodo
Non adatto per perdite ultra-micro
Sebbene altamente efficace per i tipici giunti trasudanti e le perdite delle guarnizioni, il metodo presenta limiti di sensibilità.
Microperdite molto piccole-potrebbero non generare la formazione di bolle visibili in condizioni di bassa pressione di prova.
In queste situazioni potrebbero essere necessarie tecniche più avanzate, tra cui:
Test con spettrometro di massa ad elio
Ispezione con liquidi penetranti
Analisi del decadimento del vuoto
Test di mantenimento della pressione
La contaminazione superficiale può influenzare i risultati
Residui di olio, contaminazione del processo o umidità eccessiva possono interferire con la formazione e la visibilità delle bolle.
Una pulizia adeguata migliora significativamente l'affidabilità del test.
Cause comuni di false indicazioni
Diverse condizioni possono creare attività di bolle fuorvianti:
Aria residua intrappolata
L'aria che fuoriesce da cavità o fessure immediatamente dopo la pressurizzazione può simulare temporaneamente una perdita.
Bolle stabili e in continua crescita sono il vero indicatore di un percorso di perdita attivo.
Eccessiva formazione di schiuma di sapone
Miscele di sapone eccessivamente concentrate possono creare una schiuma densa che nasconde i piccoli punti di perdita.
La concentrazione bilanciata del sapone fornisce risultati più chiari.
Effetti della temperatura
Le superfici calde possono accelerare l'evaporazione delle bolle e ridurre la visibilità durante il test.
Riparazioni tipiche dopo il rilevamento delle perdite
Una volta identificato il giunto che perde tra il tubo-e-la piastra tubiera, l'azione correttiva può comportare:
Tamponamento del tubo
Riparazione dell'espansione del tubo
Sostituzione della guarnizione
Risaldature localizzate
Ristrutturazione del pacchetto
Sostituzione completa del tubo
L'approccio di riparazione dipende dalla progettazione dello scambiatore, dalla gravità delle perdite e dalla criticità del processo.
Conclusione
Il semplice test delle bolle di sapone rimane uno dei metodi sul campo più efficaci per identificare una perdita nel giunto del tubo-alla-piastra tubiera in uno scambiatore di calore in PTFE. Isolando lo scambiatore, applicando una bassa pressione controllata del gas e rivestendo la superficie della piastra tubiera con una soluzione di sapone, i giunti che perdono possono essere individuati visivamente con notevole velocità e precisione.
Per molte applicazioni di manutenzione, la procedura per il test delle bolle di sapone sulla piastra provetta per verificare le perdite dello scambiatore in PTFE offre una potente combinazione di semplicità, basso costo e chiarezza diagnostica altamente visiva.
Nella risoluzione dei problemi industriali, lo strumento più semplice è spesso quello che rivela la verità più velocemente.
