An heißen Sommertagen sind viele von uns dankbar für eine Klimaanlage, die die Temperatur auf einem angenehmen Niveau hält. Das Herzstück vieler großer Klimaanlagen ist der Wärmetauscher, der aus Hunderten von Rohren besteht, welche die Temperatur regeln. Es ist einleuchtend, dass die Überprüfung all dieser Rohre auf Korrosion keine einfache Aufgabe sein kann.
Wärmetauscher sind weit verbreitet; sie werden sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen in Kraftwerken, Chemieanlagen, Raffinerien, Kläranlagen und vielen anderen Orten eingesetzt. Die Rohre im Inneren eines Wärmetauschers werden regelmäßig auf Verlust der Wanddicke oder andere Arten von Korrosion untersucht, die zu einem Ausfall des Wärmetauschers führen und teure Schäden verursachen könnten.
Pürfung von Wärmetauscherrohren
Ein Rohrwärmetauscher besteht aus einem Bündel mit Hunderten von Rohren. Je nach den Bedingungen werden alle Rohre zu 100 % oder nur teilweise geprüft. Defekte Rohre werden entweder ausgetauscht oder durch Stopfen verschlossen, sodass sie nicht mehr verwendet werden können. Bei der Prüfung so vieler Rohre sind Geschwindigkeit und Genauigkeit entscheidend.
Es gibt 3 Prüfmethoden für Wärmetauscherrohre: Wirbelstromprüfung, Prüfung mit im Inneren von Rohren rotierendem Prüfkopf und Sichtprüfung mit einem Videoskop. Jede dieser Methoden hat ihre eigenen Vorteile.
Methode 1: Wirbelstromprüfung
Die Wirbelstromprüfung (Eddy Current Testing,ECT) ist eine berührungslose Prüfmethode zur Erkennung und Größenbestimmung von Fehlern im Metall durch wie Korrosion, Erosion, Verschleiß, Lochfraß, Schnitte in Prallblechen, Wanddickenverlust und Risse in nicht ferromagnetischen Rohren aus austenitischem Edelstahl (wie SS304/SS316), Messing, Kupfer-Nickel, Titan, Kupfer-Zinn und Monel. Bei diesem Verfahren wird eine Sonde mit Wechselstrom angeregt, der im Rohr Wirbelströme induziert. Alle Diskontinuitäten oder Abweichungen der Materialeigenschaften, die den Wirbelstromfluss verändern, werden als potenzielle Fehler erkannt.
Ein Wirbelstromprüfgerät nimmt diese Signale auf und zeigt sie als Impedanzebene und Zeit-Amplitudendarstellung (Y-/T-Ansicht) an. Ein geschulter Prüfer kann mithilfe von Kalibrierkurven die Fehler auf dem Bildschirm identifizieren. Ein großer Vorteil der Wirbelstromprüfung ist die Geschwindigkeit: Ein Prüfer kann die Sonde mit bis zu 2 m/s durch das Rohr ziehen.
Methode 2: Im Inneren rotierendes Prüfsystem (IRIS)
Das im Inneren rotierende Prüfsystem (IRIS) ist ein Ultraschallverfahren, das häufig in der Petrochemie und bei BOP-Rohrprüfungen (für Hilfs- und Nebensysteme von Anlagen) eingesetzt wird. IRIS arbeitet im Impuls-Echo-Modus, dabei werden Ultraschallimpulse vom Prüfkopf gesendet und empfangen, um die Wanddicke, den Materialverlust und die Fehlerausrichtung bei Innendurchmessern von 0,5 bis 3 Zoll zu bestimmen.
Der IRIS-Prüfkopf besteht aus einem Ultraschallkopf, der in Achsrichtung des Rohres Impulse aussendet. Ein an einem wassergetriebenen Propeller montierter Spiegel lenkt den Ultraschallstrahl so ab, das die Schallwelle im rechten Winkel an der Rohrinnenwand reflektiert wird. Da sich der Spiegel um seine Achse dreht, wird der gesamte Umfang des Rohrs untersucht. Ein kompletter IRIS-Prüfkopf umfasst zudem ein Kabel, eine Zentriereinheit, den Propeller Turbine und einen Schallkopf. Die IRIS-Abtastgeschwindigkeit ist auf 50 mm/s begrenzt.
IRIS-Prüfkopf
Methode 3: Sichtprüfung mit Videoskop
Die Sichtprüfung (Remote Visual Inspection, RVI) ist die ideale Lösung zur Sichtprüfung schwer zugänglicher Bereiche. Videoskope haben einen kleinen Sensorchip in der Spitze des Einführungsrohrs, der die Aufnahme von Video- und Standbildern ermöglicht. Der Sensor sendet diese Bilder an einen LCD-Bildschirm, wo sie vom Prüfer betrachtet werden.
Mit einem Videoskop kann ein Prüfer das Innere der Wärmetauscherrohre inspizieren, um zu sehen, wie ein Fehler aussieht. Zur Nutzung eines Videoskops ist keine spezielle Technik erforderlich, Einrichtung und Reinigung sind schnell und einfach. Das Videoskop wird einfach eingeschaltet, und schon können die Prüfung beginnen.
Die Videoskope der IPLEX Serie besitzen erweiterte Funktionen, mit denen Prüfer die Höhe und Tiefe der Korrosion im Inneren der Rohre messen können. Einige Geräte - wie das IPLEX NX Videoskop - unterstützen die 3D-Modellierung, sodass der Prüfer ein noch besseres Verständnis von Form und Größe der Korrosion erhält. Farbige 3D-Bilder sind ein weiterer Vorteil, vor allem für die Berichterstellung, da sie dem Anlagenbesitzer den Zustand eines Rohrs deutlicher vermitteln. Die Erfassung von Messdaten und die Erstellung von 3D-Modellen sind schnell und effizient, eine zeitaufwändige Kalibrierung entfällt.
Da jede Prüfmethode spezifische Eigenschaften hat, muss sich der Nutzer entscheiden, welche Methode am besten seinen Prüfanforderungen entspricht.
3D-Modellierungsbild
Vergleich von Prüftechnologien für Wärmetauscherrohre
| Technologie | Prüfbare Rohrgröße | Eigenschaften |
|---|---|---|
| Wirbelstromprüfung | Ungefährer Innendurchmesser: 7 mm-105 mm Ungefähre Dicke: 0,56-3,4 mm | Bestimmung der Stelle der Korrosion im Rohr Schnell Der U-Bogen des Rohrs kann inspiziert werden. Nur für nicht ferromagnetische Werkstoffe. |
| Im Inneren rotierendes Prüfsystem (IRIS) | Ungefährer Innendurchmesser: 11,4 mm-76,2 mm Ungefähre Dicke: 1,7-6,1 mm | Präzise Prüfung eines kompletten Rohres Prüfer können Position, Form und Tiefe von Fehlern identifizieren. Spezielle Aufbereitung und Reinigung mit Wasser erforderlich |
| Sichtprüfung | Ungefährer Innendurchmesser: 6 mm Ungefähre Dicke: Keine | Der Korrosionszustand im Inneren eines Rohrs kann visuell geprüft werden. Die Außenseite eines Rohrs kann nicht untersucht werden. Der U-Bogen des Rohrs kann geprüft werden. Fehler können gemessen werden. Benutzerfreundlich, keine speziellen Techniken erforderlich |
Anleitung zur Rohrinspektion
| Wirbelstromprüfung | Im Inneren rotierendes Prüfsystem (IRIS) | Sichtprüfung | ||
|---|---|---|---|---|
| Rohrquerschnitt und Material | Außen | ★★ | ★★ | - |
| Innen | ★★ | ★★ | ★★ | |
| Ferromagnetisch | - | ★★ | ★★ | |
| U-Bögen | ★★ | - | ★★ | |
| Vorteile | Schnelle Fehlererkennung | ★★ | - |
★
Zur Prüfung des optischen Erscheinungsbilds |
| Detaillierte Prüfung und Messung | ★ | ★★ |
★
Für identifizierte Fehler | |
| Schnelle Vorbereitung und Reinigung | ★★ | - | ★★ | |
| Für Kunden leicht verständliche Daten | - | ★ | ★★ |
Zur Aufrechterhaltung der Sicherheit zentraler Systeme benötigen Prüfer eine Reihe von geeigneten Werkzeugen. Wir bieten alle diese Lösungen an, sodass Sie je nach Art des Wärmetauschers und den Zielen Ihrer Inspektion die geeignete Methode und Werkzeuge wählen können.
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