Con la calura estiva è un giovamento avere a disposizione un condizionatore d'aria in grado di raffreddare l'ambiente. All'interno dei sistemi di aria condizionata di grandi dimensioni, a fini della regolazione della temperatura, è presente uno scambiatore di calore costituito da centinaia di tubi. Come si può immaginare, l'ispezione di questi tubi per verificare la presenza di corrosione si può rivelare un'operazione complessa.
Gli scambiatori di calore sono diffusi: vengono impiegati nei sistemi di riscaldamento e raffreddamento di impianti energetici, impianti chimici, raffinerie, impianti di trattamento di acque nere e numerosi altri tipi di impianti. I tubi all'interno dello scambiatore di calore sono periodicamente per verificare la riduzione di spessore delle pareti o altri tipi di corrosioni che potrebbero produrre guasti negli scambiatori causando potenzialmente delle conseguenze costose.
Ispezione di tubi di scambiatori di calore
Uno scambiatore di calore multi-tubo consiste in un sistema contenente centinaia di tubi. In funzione delle condizioni, tutti i tubi possono essere ispezionati completamente o parzialmente. I tubi difettosi vengono sostituiti o sigillati con tappi in modo da escluderli efficacemente dall'utilizzo. Visto che devono essere ispezionati numerosi tubi, la velocità e la precisione di esecuzione rappresentano degli aspetti critici.
Esistono 3 metodi usati per ispezionare i tubi dello scambiatore di calore ognuno dei quali ha dei vantaggi specifici: controllo eddy current, sistema di ispezione rotativo interno e ispezione visiva.
1° metodo: Controllo eddy current
Il controllo a eddy current (ECT - eddy current testing) è un metodo senza contatto usato per rilevare e misurare discontinuità in metalli come corrosione, erosione, deterioramento, vaiolatura, usura delle piastre, riduzione dello spessore della parete e cricche in tubi non ferromagnetici costituiti da acciaio inossidabile austenitico (es: SS304/SS316), bronzo, nichel-rame, titanio, rame alettato e Monel. Attraverso questa tecnica, una sonda viene eccitata con la corrente elettrica per indurre l'eddy current nel tubo. Ogni discontinuità o variazione di proprietà del materiale che modifica il flusso eddy current viene rilevata come difetto potenziale.
Un rilevatore di difetti a eddy current acquisisce i segnali e gli visualizza un diagramma di impedenza e una rappresentazione temporale. Un operatore formato utilizza le curve di taratura per identificare i difetti sulla schermata. Uno dei vantaggi principali dell'ECT è rappresentato dalla velocità: un operatore può fare scorrere la sonda del tubo fino a una velocità di 2 m/s (6,6 ft/s).
2° metodo: Sistema di ispezione rotativo interno (IRIS)
Il Sistema di ispezione rotativo interno (IRIS) rappresenta una tecnica a ultrasuoni spesso utilizzata nelle ispezioni dei tubi BOP (balance-of-plant) e petrolchimici. L'IRIS funziona in modalità impulso-eco con cui gli impulsi ultrasonori vengono trasmessi e ricevuti dalla sonda per misurare lo spessore della parete, la riduzione di spessore e l'orientamento dei difetti con diametri interni compresi tra 1,25 cm (0,5 in.) e 7,5 cm (3 in.).
La sonda IRIS è costituita da un trasduttore a ultrasuoni che emette impulsi in direzione assiale rispetto al tubo. Uno specchio installato su una turbina azionata a acqua riflette il fascio ultrasonoro in modo da ottenere un'onda a incidenza normale rispetto alla parete interna del tubo. Visto che lo specchio ruota attorno all'asse, viene controllata l'intera circonferenza del tubo. Una sonda IRIS completa include il cavo, un'unità di centramento, una turbina e un trasduttore. La velocità di scansione IRIS è limitata a 50 mm/s (2 in./s).
Una sonda IRIS
3° metodo: Ispezione visiva mediante un videoscopio
L'ispezione visiva remota (RVI - remote visual inspection) è ideale quando si devono ispezionare aree a difficile accessibilità. I videoscopi possiedono un piccolo sensore-chip nel terminale delle sonde di inserimento che consente l'acquisizione di video e immagini. Il sensore trasmette queste immagini a un monitor LCD dove vengono visualizzate da un operatore.
Attraverso un videoscopio, un operatore può visualizzare l'interno dei tubi degli scambiatori di calore per l'osservazione dei difetti. Per il funzionamento del videoscopio non è necessario applicare una tecnica speciale, inoltre le operazioni di configurazione e pulizia risultano facili e veloci. È sufficiente accendere il videoscopio e si è pronti a eseguire l'ispezione.
I videoscopi della serie IPLEX™ delle funzionalità avanzate che permettono agli operatori di misurare l'altezza e la profondità della corrosione all'interno dei tubi. Alcuni strumenti, come il videoscopio IPLEX NX, supportano la modellazione 3D per fornire agli operatori un migliore quadro conoscitivo delle forme e delle dimensioni della corrosione. Le immagini 3D con mappatura cromatica rappresentano un altro vantaggio, specialmente per la presentazione dei risultati, visto che trasmettono chiaramente le informazioni relative alle condizioni delle tubazioni al proprietario di un impianto. L'acquisizione di dati di misura e la creazione di modelli 3D è veloce e efficiente. Non è necessario effettuare operazioni di taratura esigenti in termini di tempo.
Visto che ogni metodo di ispezione ha delle caratteristiche specifiche, è possibile scegliere il metodo ottimale in rapporto alle proprie esigenze ispettive.
Un'immagine di modellazione 3D
Confronto tra le tecnologie di ispezione dei tubi degli scambiatori di calore
| Tecnologia | Dimensioni dei tubi applicabili | Caratteristiche |
|---|---|---|
| Controllo eddy current | Diametro interno approssimativo: 7 mm–105 mm (0,28 in.–4,1 in.) Spessore approssimativo: 0,56–3,4 mm (0,02 in.–0,13 in.) | Definizione della posizione della corrosione in un tubo Veloce Può essere ispezionata la sezione a U del tubo Compatibile con i materiali non ferromagnetici. |
| Sistema di ispezione rotativo interno (IRIS) | Diametro interno approssimativo: 11,4 mm–76,2 mm (0,45 in.–3 in.) Spessore approssimativo: 1,7–6,1 mm (0,07 in.–0,24 in.) | Ispezione precisa di un tubo intero Gli operai possono identificare la posizione, la forma e la profondità dei difetti È necessaria una particolare preparazione e pulizia mediante acqua |
| L'ispezione visiva remota | Diametro interno approssimativo: 6 mm (0,24 in.) Spessore approssimativo: Nessuno | Possono essere osservate le condizioni della corrosione all'interno del tubo Non può essere ispezionata la parte esterna di un tubo Può essere ispezionata la sezione a U del tubo Possono essere misurati i difetti Di facile applicazione senza l'impiego di tecniche particolari |
Guida della tecnologia di ispezione dei tubi
| Controllo eddy current | Sistema di ispezione rotativo interno (IRIS) | L'ispezione visiva remota | ||
|---|---|---|---|---|
| Sezione e materiale del tubo | Esterno | ★★ | ★★ | - |
| Interno | ★★ | ★★ | ★★ | |
| Ferromagnetico | - | ★★ | ★★ | |
| Area a U | ★★ | - | ★★ | |
| Vantaggi | Veloce monitoraggio dei difetti | ★★ | - |
★
Per controllare l'aspetto |
| Misura e ispezione dettagliate | ★ | ★★ |
★
Per difetti identificati | |
| Veloce preparazione e pulizia | ★★ | - | ★★ | |
| Dati di facile comprensione per i clienti | - | ★ | ★★ |
Garantire la sicurezza di sistemi critici è importante e gli operatori hanno bisogno di una serie di strumenti per raggiungere questo obiettivo. Offriamo tutte queste soluzioni in modo da poter effettuare una scelta in rapporto al tipo di scambiatore di calore e agli obiettivi della propria ispezione.
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