Визуально-акустический течеискатель Fluke ii900

Fluke Corp
15 июля 2019 г.

Визуально-акустический течеискатель Fluke ii900

Как определить места утечки сжатого воздуха, газа и вакуума, а также обнаружить упущенную выгоду?

Применение

Системы сжатого воздуха, газа и вакуума являются важным источником преобразованной энергии для многих промышленных предприятий и заводов. Сегодня благодаря простоте использования такие источники энергии встречаются на предприятиях гораздо чаще, чем электричество и компрессоры. С их помощью работают станки, инструменты, роботехника, лазерные установки, системы управления производственным процессом, и многое другое.

Вместе с тем многие системы сжатого воздуха, газа и вакуума имеют дефекты износа, а также следы ненадлежащей эксплуатации, что приводит к постоянным утечкам. Такие утечки могут скрываться за корпусом станков, в узлах соединений, в закрепленных сверху трубопроводах, а также в потрескавшихся трубах или изношенных шлангах. Процесс утечки быстро прогрессирует, что может привести даже к простою производства.

Другим примером дефектов, которые можно локализовать и диагностировать с помощью звука, являются коронные разряды на ЛЭП (37−43 кГц). Существующие методы диагностики предусматривают использование направленных микрофонов или УФ-камер, однако методология проведения данных испытаний четко не определена или недостаточно информативна для получения однозначной информации о дефекте и его локализации, при этом стоимость УФ-камер неоправданно высока. Учитывая вышеизложенное, одним из перспективных направлений диагностики может служить не только детектирование звуковой составляющей дефекта, но и локализация методом визуализации. Простыми словами, создание систем визуализации звуковых полей, присутствующих на производственном участке и оборудовании.

Высокая стоимость утечки воздуха

Правительство Новой Зеландии в Проекте целевого устойчивого развития подсчитало, что доля утечек из систем может составлять от 30 до 50% всего объема сжатого воздуха. Быстрое определение утечек сжатого воздуха, газа и вакуума — это тот ключ, который поможет найти источник упущенной выгоды. Помимо этого утечки несут за собой капитальные расходы, повторную обработку, простой оборудования или проблемы с качеством продукции, а также увеличенные эксплуатационные расходы.

Чтобы компенсировать потерю давления вследствие утечек, операторы часто переплачивают, покупая компрессоры большей мощности, чем это необходимо. Это ведет к значительным капитальным вложениям наряду с высокими затратами на энергетические ресурсы. Из-за низкого давления утечки в системе могут также привести к поломке того оборудования, работа которого зависит от воздуха. В результате может возникнуть производственный простой, незапланированный останов оборудования, проблемы с качеством продукции. Кроме того срок эксплуатации оборудования может сокращаться, а вместе с этим необходимость ремонта вследствие вхолостую работающих компрессоров будет увеличиваться.

Так, руководитель работ по техническому обслуживанию одного американского производителя говорит, что низкое давление в одном из их пневмоинструментов может привести к потенциальным дефектам продукции. «Ненадлежащим образом затянутые изделия — как недотянутые, так и перетянутые — могут привести к возвратам продукции. А это, в свою очередь, означает больше человеко-часов, вложенных в процесс, который должен проходить в стандартном режиме», — сказал он. «Другими словами, это деньги на ветер: упущенная выгода и выброшенные изделия. А в худшем случае — потерянное лицо компании, ведь мы не оправдали ожиданий, которые на нас возложил заказчик».

Неудивительно, что коммунальные, промышленные предприятия и правительство намерены рассматривать системы сжатого воздуха как потенциальный источник снижения издержек. Утечки — это затраты. А устранение утечек может позволить оператору сохранить деньги и предотвратить дополнительное расходы на неоправданно энергоемкое оборудование.

Найти и устранить утечки – непростая задача!

Многие заводы и фабрики не имеют программы обнаружения утечек. Найти и устранить утечки — непростая задача. Для количественного подсчета и определения стоимости утечки требуются квалифицированные специалисты или консультанты в области энергетики. Для исследования систем они используют энергоанализаторы и регистраторы. Благодаря систематическому подсчету ежегодной экономии за счет устранения утечек, они могут составить сильное экономическое обоснование для каждого конкретного проекта.

Почему ультразвуковой течеискатель неэффективен?

К сожалению, общепринятые способы устранения утечек довольно примитивны. Метод вековой давности — это определять утечку по шипящему звуку, что в принципе невозможно при многих условиях. Другой метод — распылять мыльную воду на место предполагаемой утечки — довольно грязный и может быть потенциально опасен из-за риска поскользнуться.

Современный метод обнаружения утечки воздуха — это использование в непосредственной близости от оборудования ультразвукового течеискателя — переносного электронного устройства, которое определяет высокочастотные звуки, характерные для данного вида утечки. Типичные ультразвуковые течеискатели помогают обнаружить утечки, однако для их освоения требуется довольно много времени, к тому же ремонтные бригады могут устранить течь в основном только в запланированное время останова, при устранении критических неисправностей других агрегатов. При работе с такими устройствами для обнаружения течей также требуется, чтобы оператор находился рядом с оборудованием. Однако в труднодоступных местах, например, на потолке или с задней стороны другого оборудования, использование этих устройств затруднительно.

Кроме того, что обнаружение утечек при использовании мыльного раствора или ультразвуковых течеискателей требует определенного времени, это может быть небезопасно, если поиск утечек производится сверху или снизу оборудования. Залезать на лестницы или ползать вокруг оборудования может представлять опасность для оператора.

Революционный способ определения утечек сжатого воздуха

Что если бы существовала технология определения утечек, которая бы с точностью показывала место утечки с расстояния 50 м, в шумных условиях и без останова оборудования? Компания Fluke изобрела промышленное устройство визуализации, которое работает именно по такому принципу. Руководители работ по техническому обслуживанию в разных областях промышленности называют визуально-акустический течеискатель Fluke ii900 революционным продуктом в вопросах определения утечек сжатого воздуха.

Это новое акустическое устройство визуализации, охватывающее более широкий спектр частот, чем традиционные ультразвуковые течеискатели, использует новую технологию SoundSight™, которая позволяет осуществить детальное визуальное сканирование утечек воздуха, аналогичное тому, как ИК-камеры определяют горячие точки.

Устройство ii900 включает в себя акустическую антенну, состоящую из крошечных суперчувствительных микрофонов, которые определяют как акустические, так и ультразвуковые волны. Fluke ii900 распознает источник звука в месте потенциальной утечки и применяет специальные алгоритмы, позволяющие определить, что данный звук — это утечка. Результаты представлены в виде изображения SoundMap™ — разноцветной карты, наложенной поверх видимого светового изображения, с указанием конкретного места утечки. Результаты выводятся на 7″ ЖК-монитор в виде статического изображения или видео в режиме реального времени. Прибор ii900 дает возможность сохранить до 999 фотофайлов, или 20 видеофайлов для дальнейшей регистрации утечки или проверки соответствия оборудования.

С прибором Fluke ii900 возможно быстрое сканирование больших площадей, что помогает определить место утечки намного оперативнее, чем с помощью других методов. Кроме того, существует возможность настроить фильтр в диапазоне параметров интенсивности и частоты. Недавно на одном большом производстве команда специалистов смогла за один день обнаружить 80 утечек сжатого воздуха с помощью двух прототипов прибора ii900. Руководитель работ по техническому обслуживанию подвел итоги, сообщив, что с помощью традиционных способов им потребовались бы недели, чтобы определить столько утечек. Быстрое обнаружение и устранение утечек также позволило специалистам сократить время потенциального простоя, в то время как на данном предприятии стоимость остановки исчисляется в $ 100,000 за один час.

Места образования утечек:

• Стыки
• Шланги
• Трубы
• Фиттинги
• Резьбовые соединения труб
• Быстроразъёмные соединения
• Узлы подготовки воздуха (фильтр, регулятор давления и лубрикатор)
• Конденсатоуловители
• Клапаны
• Фланцы
• Уплотнители
• Пневматические сборные резервуары

А какова утечка воздуха на вашем предприятии?

Первым шагом в контроле утечек систем сжатого воздуха, газа и вакуума является оценка объема утечек. В норме некоторые утечки могут быть (менее 10%). Любые утечки, превышающие этот показатель, считаются убыточными. Прежде всего, следует определить текущий уровень утечек, чтобы в дальнейшем контролировать работу по их устранению.

Наилучший метод для оценки уровня утечек – это система контроля на вашем предприятии. Если у вас есть система контроля запусков/остановов, просто запустите ваш компрессор в тот момент, когда система будет вне нагрузки – спустя несколько часов или в нерабочее время. Затем снимите несколько показаний циклов компрессора, чтобы определить среднее время разгрузки заполненной системы. При неработающем оборудовании разгрузка системы означает утечку.

Утечка (%) = (T x 100) ÷ (T + t).
T = время загрузки (минуты), t = время разгрузки (минуты).

Для оценки объема утечки в системах с более сложными стратегиями контроля поместите датчик давления ниже объёма воздушного движения (V, куб.футов), включая все второстепенные принимающие устройства, энергосиловые сети и трубопроводы. При отсутствии запроса системы, за исключением случаев утечки, поддерживайте в системе нормальное рабочее давление (P1, фунтов на кв. дюйм). Выберите значение второго давления (Р2, около половины от значения Р1) и измерьте время (Т, мин), которое потребуется для того чтобы давление в системе упало до уровня Р2.

Утечка (атмосферный воздух, куб. фт/мин) = [(V x ( P1 – P2) ÷ (T x 14.7)] x 1.25

Умножитель в 1,25 корректирует утечку до нормального давления в системе. Таким образом, благодаря снижению давления в системе обеспечивается уменьшение утечки.

Эффективное определение и устранение утечек способствует существенному сокращению расходов на производствах с оборудованием, работа которого зависит от воздуха. После устранения утечек компании могут не только сэкономить на издержках за энергию, но и улучшить производительность, а также продлить срок эксплуатации оборудования.