Ống PTFE trong bộ trao đổi nhiệt là một vật liệu sống, năng động. Qua nhiều năm sử dụng dưới áp suất và nhiệt độ, đường kính bên trong của nó có thể thay đổi dần dần. Nó có thể 'leo' vào bên trong, thu hẹp lỗ khoan và tăng độ sụt áp. Hoặc, một dung môi xử lý có thể làm cho nó phồng lên một cách tinh tế, mở rộng lỗ khoan. Kiểm tra trực quan đơn giản không thể thấy những thay đổi ở cấp độ micron này. Một thước đo lỗ khoan cơ học chính xác, được lắp vào ống, cung cấp một con số khách quan, chắc chắn, một dấu hiệu quan trọng về tình trạng bên trong của ống.
Tại sao phải đo ID ống PTFE để phát hiện hiện tượng leo và phồng?
PTFE (polytetrafluoroethylene) thể hiện tính chất đàn hồi nhớt. Dưới áp suất bên trong duy trì và nhiệt độ cao, polyme có thể chảy chậm-, một hiện tượng được gọi là rão. Trong ống, hiện tượng từ biến thường làm cho độ dày thành tăng nhẹ khi vật liệu di chuyển vào trong, làm giảm đường kính trong (ID). Ngược lại, việc tiếp xúc với một số dung môi hữu cơ hoặc hóa chất có thể gây sưng thể tích, làm tăng ID. Cả hai điều kiện đều ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ trao đổi nhiệt: ID giảm làm tăng độ sụt áp và giảm tốc độ dòng chảy; ID mở rộng có thể cho thấy tính toàn vẹn cơ học bị suy giảm hoặc mất độ ổn định kích thước.
A thước đo lỗ khoan Ống PTFE ID sưng lênthói quen cung cấp bằng chứng định lượng về những thay đổi này. Các phép đo thường xuyên cho phép xác định xu hướng tình trạng của ống, cho phép bảo trì dự đoán trước khi xảy ra hư hỏng.
Thiết bị cần thiết để đo ID chính xác
Đồng hồ đo lỗ quay (loại ba điểm hoặc bi chia đôi)– Một thiết bị được hiệu chuẩn, chất lượng cao với độ phân giải 0,001 mm (1 µm) hoặc 0,0001 inch. Đồng hồ đo ba điểm được ưu tiên dùng cho vật liệu mềm vì chúng phân bổ lực tiếp xúc đồng đều.
Vòng cài đặt (vòng chính)– Một vòng được mài chính xác có đường kính đã biết, khớp với ID danh nghĩa của ống PTFE khi còn mới.
Giá đỡ hoặc vật cố định chỉ báo– Giữ thước thẳng đứng để lắp vào.
Giấy chứng nhận hiệu chuẩn– Đối với cả thước đo và vòng cài đặt, đều có thể truy nguyên theo tiêu chuẩn quốc gia.
Quy trình đo từng bước
Bước 1: Chuẩn bị thước đo lỗ khoan
Đồng hồ đo lỗ quay số trước tiên được đặt thành ID ống danh nghĩa bằng cách sử dụng vòng cài đặt chính. Vòng cài đặt được đặt trên bề mặt phẳng, sạch sẽ. Thước đo lỗ khoan được đưa vào vòng và chỉ báo quay số bằng 0 (hoặc số đọc được ghi lại làm tham chiếu). Bước hiệu chỉnh này đảm bảo rằng mọi sai lệch tiếp theo so với ID danh nghĩa đều được đọc trực tiếp trên mặt số. Máy đo phải được phép ổn định ở nhiệt độ môi trường xung quanh ít nhất 30 phút trước khi hiệu chuẩn, vì sự giãn nở nhiệt ảnh hưởng đến các thành phần kim loại và PTFE.
Bước 2: Làm sạch bên trong ống PTFE
Trước khi đo, bên trong ống PTFE phải không có mảnh vụn, cặn lỏng hoặc chất lỏng còn sót lại trong quá trình. Một miếng vải mềm, không có xơ hoặc một miếng gạc xốp được kéo qua ống. Có thể sử dụng khí nén (đã lọc, không chứa dầu) để thổi bay các hạt mịn. Việc làm sạch ngăn chặn việc đọc sai do chất rắn bị mắc kẹt.
Bước 3: Lắp thước đo lỗ khoan với lực nhẹ và đều
Các ngón tay cơ học, nhẹ nhàng của thước đo lỗ khoan chạm vào bên trong lớp nhựa mềm và đưa ra câu trả lời chính xác, bằng số cho một câu hỏi thầm lặng. Máy đo được đưa cẩn thận vào đầu ống, thẳng hàng với trục của ống. Các điểm tiếp xúc ba điểm hoặc bóng chia được mở rộng cho đến khi chúng vừa chạm vào thành bên trong.Lưu ý quan trọng:PTFE mềm và dễ bị biến dạng. Chỉ nên tác dụng lực nhẹ nhất có thể-vừa đủ để tiếp xúc mà không làm lõm thành ống. Nhiều máy đo lỗ khoan chính xác có bộ điều chỉnh trung tâm chịu tải bằng lò xo để đảm bảo lực đo ổn định. Nếu máy đo bị ép buộc, một ID nhỏ hơn giả tạo sẽ được ghi lại.
Sau đó, máy đo được lắc nhẹ qua lại để đảm bảo nó được căn giữa. Việc đọc mặt số được ghi lại khi đồng hồ đo ở điểm sâu nhất được đưa vào cho từng vị trí đo. Máy đo được rút ra, các tiếp điểm được rút lại và quá trình được lặp lại ở các vị trí khác nhau.
Bước 4: Đo tại nhiều vị trí dọc theo ống
Creep và sưng lên hiếm khi đồng đều. Các phép đo nên được thực hiện tại:
Gần tấm ống(nơi ống được cố định) – Thường ít bị rão hơn vì ống bị hạn chế.
Khoảng giữa giữa các vách ngăn– Chiều dài tự do, không được đỡ dễ bị rão nhất dưới áp lực bên trong.
Ở đầu ống xa– Có thể thể hiện hành vi khác nhau do chênh lệch nhiệt độ hoặc phân bố dòng chảy.
Đối với mỗi vị trí, ít nhất ba số đo được thực hiện ở các hướng chu vi khác nhau (ví dụ: 0 độ, 120 độ, 240 độ) để phát hiện hình bầu dục. Giá trị trung bình của các số đọc này được ghi lại dưới dạng ID tại vị trí trục đó.
Bước 5: Ghi lại và so sánh với kích thước ban đầu
Mỗi ID đo được sẽ được so sánh với dung sai ban đầu của nhà sản xuất đối với ống PTFE mới. Dung sai đó thường là ±0,05 mm đối với ống có đường kính nhỏ (ví dụ: ID 6 mm) hoặc ±0,10 mm đối với kích thước lớn hơn. Các quy tắc chẩn đoán sau đây được áp dụng:
ID được đo < ID danh nghĩa ban đầu– Biểu thị sự leo thang. Việc giảm hơn 2–3% ID danh nghĩa thường được coi là đáng kể, tùy thuộc vào ứng dụng.
ID được đo > ID danh nghĩa ban đầu – Suggests chemical swelling. Swelling of 1–2% may be reversible after drying; larger swelling (e.g., >5%) thường cho thấy tổn thương vĩnh viễn.
Số đọc không nhất quán xung quanh chu vi– Có thể biểu thị hình bầu dục do áp suất bên ngoài không đồng đều hoặc do bị nghiền nát cơ học.
Tất cả các phép đo đều được ghi lại với ngày tháng, nhận dạng ống, vị trí và nhiệt độ môi trường. Biểu đồ xu hướng được tạo theo thời gian để theo dõi sự tiến triển của hiện tượng leo thang hoặc phình to.
Lưu ý về quy trình: Tránh sai sót khi đo trong PTFE mềm
Vì PTFE tuân thủ quy định nên phải tuân thủ các biện pháp phòng ngừa sau:
Sử dụng thước đo ba điểm thay vì loại hai điểm (bóng chia)bất cứ khi nào có thể. Đồng hồ đo ba điểm tác dụng lực đồng đều hơn và ít có khả năng làm móp thành ống hơn.
Tác dụng lực đo từ từ và dừng ngay khi phát hiện tiếp xúc.Không được tác dụng thêm lực nào vượt quá áp suất lò xo tích hợp của đồng hồ đo.
Không kéo thước dọc theo thành ốngtrong khi địa chỉ liên lạc được mở rộng. Máy đo phải được lắp vào với các điểm tiếp xúc được rút lại, sau đó chỉ mở rộng sau khi định vị.
Thực hiện phép đo thứ hai ngay sau lần đo đầu tiênđể xác minh độ lặp lại. Nếu số đọc chênh lệch hơn 2 µm, máy đo có thể tác dụng lực quá lớn hoặc ống có thể bị biến dạng.
Giải thích kết quả: Creep vs Swell
| Quan sát | Nguyên nhân có thể xảy ra | Hoạt động |
|---|---|---|
| Giảm ID lũy tiến, thống nhất theo thời gian | Creep (dòng chảy do áp suất) | Tăng tần suất kiểm tra; xem xét giảm áp suất hoặc nhiệt độ vận hành |
| Giảm ID đột ngột sau khi tăng áp lực | Từ biến thoáng qua hoặc biến dạng tạm thời | Màn hình; có thể phục hồi nếu áp lực được giảm bớt |
| ID thống nhất tăng sau khi tiếp xúc với dung môi mới | Sưng hóa chất | Rửa bằng chất lỏng không sưng; thay ống nếu sưng vượt quá giới hạn |
| ID tăng kèm theo bề mặt mềm, dính | Tấn công hóa học nghiêm trọng | Thay ống ngay lập tức |
| Giảm ID ở giữa nhịp nhưng không giảm ở cuối | Từ biến do ứng suất gây ra dưới áp suất bên trong | Có thể chấp nhận nếu trong phạm vi 2% danh nghĩa; mặt khác hỗ trợ thiết kế lại |
Phần kết luận
Phép đo lỗ khoan chính xác cung cấp thông tin xác thực khách quan, cơ học về tình trạng bên trong của ống PTFE, phát hiện các quá trình từ biến và phồng lên chậm, im lặng. Bằng cách tuân theo quy trình kỷ luật-hiệu chỉnh bằng vòng chính, chèn với lực nhẹ và ổn định cũng như lấy số đo ở nhiều vị trí-kỹ thuật viên dịch vụ có được dữ liệu đáng tin cậy và có thể lặp lại. Việc so sánh dữ liệu này với dung sai của nhà sản xuất ban đầu cho phép phát hiện sớm những thay đổi về kích thước có thể ảnh hưởng đến hiệu suất hoặc độ an toàn của bộ trao đổi nhiệt. Những thay đổi vật lý tinh vi nhất được bộc lộ bằng các dụng cụ cơ khí chính xác nhất và máy đo lỗ khoan vẫn là công cụ không thể thiếu để duy trì các bó ống PTFE trong dịch vụ công nghiệp đòi hỏi khắt khe.
