Како открити и измерити дебљину биофилма унутар ПТФЕ цеви размењивача топлоте?

Када се користи са топлом речном водом, рециклираним кондензатом или процесним токовима{0}}богатим хранљивим материјама, слузави биолошки слој би могао полако да расте преко унутрашњих зидова цеви ПТФЕ измењивача топлоте. Овај биофилм је обично безопасан у раним фазама формирања јер су промене у паду притиска прилично мале. Међутим, термичке перформансе могу се брзо погоршати када живи слој формира изолациони покривач између процесне течности и зида цеви. Тај скривени биолошки слој се сада може мерити директно унутар измењивача савременим инспекцијским инструментима, мењајући планирање одржавања са процене на квантитативну анализу.

Проблем у испитивању цеви измењивача ПТФЕ за процену дебљине биофилма је откривање меког, провидног слоја који може бити дебео само десетине или стотине микрона док је измењивач углавном нетакнут.

Зашто је биофилм прави термални проблем
Биофилмови су популације микроорганизама организованих у матрици полимерних супстанци које сами производе и које су причвршћене за површину.

Биофилмови имају тенденцију да се акумулирају унутар ПТФЕ измењивача, када:

Има топле воде

Доступне хранљиве материје

Постоје области стагнације тока.

Развој филмова за кондиционирање површина

Биолошки слој може имати:

Бактерије

ГЉИВЕ

Алга.

Биолошка материја

Минерална зрна

Смањење топлотних перформанси може бити значајно чак и за релативно танке биофилмове јер биолошки материјал има лошу топлотну проводљивост у поређењу са водом која се креће.

Биофилм је често мекан и порозан, за разлику од тврдог минералног каменца. Ово сугерише да можда неће бити значајног повећања пада притиска измењивача све док озбиљност раста не постане велика.

Ова карактеристика отежава откривање депрецијације топлоте само помоћу типичног хидрауличког надзора.

Зашто се биофилм и даље може формирати на ПТФЕ цевима
ПТФЕ има хемијски отпорну, глатку површину која спречава прљање бројним супстанцама. Међутим, ниједна површина индустријског измењивача топлоте није слободна од биолошке пролиферације.

На крају, слојеви за кондиционирање засновани на органским молекулима могли би омогућити микроорганизмима да се причврсте за зид цијеви.

Када се једном развије, биофилм може наставити да расте како хранљиве материје пролазе кроз измењивач.

Развој биофилма је посебно заступљен у системима са:

Вода за хлађење

канализација

Рекуперација кондензата

Вода из реке

Токови за прераду хране

Термални кругови са малим протоком

Интринзична глаткоћа ПТФЕ површина може омогућити да рани биофилмови буду визуелно неупадљиви, али ипак озбиљно утичу на пренос топлоте.

Зашто је дебљина биофилма важна?
Превремено чишћење измењивача топлоте је изгубљено:

Чистачи (за домаћинство)

Вода.

Пауза

Рад 1.

Производни капацитет

Ако чекате предуго, можете добити:

велики губитак топлоте

Већа потрошња енергије

Цонтаминатион биологикуе

Нижа стабилност процеса

Већа стопа прљања

Директно мерење дебљине биофилма даје објективну основу за планирање одржавања.

Уместо само:

Тенденције пада притиска

Промене излазне температуре

Сати рада цца

Унутар измењивача, особље за одржавање може да процени стварну дебљину биолошког слоја.

Ово доводи до ефикаснијих одлука о чишћењу{0}}на основу података.

Инспекција оптичке кохерентне томографије (ОЦТ).
Оптичка кохерентна томографија (ОЦТ) је једна од најсавременијих техника за мерење дебљине биофилма за процену ПТФЕ измењивачке цеви.

Како се ради ОЦТ
ОЦТ је техника која користи скоро{0}}инфрацрвено светло за добијање слика попречног пресека{1}}попречних пресека површине и полу{2}}материјала високе резолуције.

Технологија је аналогна медицинским технологијама снимања које се користе у офталмологији и ендоскопској дијагностици.

Мала флексибилна ОЦТ сонда се уводи у изоловану и очишћену цев измењивача

Сонда скенира унутрашњи зид, а рефлектовани светлосни сигнали се обрађују да би се направиле свеобухватне слике{0}}попречног пресека.

Видети слој биофилма
ОЦТ систем може разликовати:

Зид цеви од ПТФЕ

Биофилмски слој

Интерфејс за проток течности

Приступ генерише изузетно јасне структурне слике јер су биофилмови полу{0}}провидни.

Оптичка биопсија унутрашњости епрувете може се извршити без физичког уклањања наслага.

Ова генерисана слика омогућава директно и тачно мерење дебљине биофилма.

Могућности резолуције.
ОЦТ системи обично имају аксијалну резолуцију од само неколико микрона.

Ово омогућава лако откривање биофилма дебљих од отприлике 50 микрона.

У многим индустријским системима чак и тањи биолошки слојеви се могу открити пре него што дође до озбиљног термичког пропадања.

Предности ОЦТ-а
Предности укључују:

Мерење без{0}}разарања

Висока просторна резолуција

Жива слика

Мерење дебљине

Измјењивач, минимално растављање од

Овај приступ је посебно користан за истраживачке, фармацеутске, полупроводничке и процесне системе високе{0}}чистоће где је управљање биофилмом од суштинског значаја.

Ултразвучно мерење дебљине биофилма
Ултразвучна инспекција је једноставнија и{0}}употребљивија процедура.

Ултразвучни принципи
Ултразвучни таласи високе фреквенције се шаљу кроз зид ПТФЕ цеви.

Акустични звук удара у интерфејсе између материјала различите густине, при чему се део сигнала одбија ка сензору.

Рефлексије се могу добити под одговарајућим условима:

ПТФЕ зид

Слој биофилма

Контакт биофилма са водом

Време и амплитуда сигнала се понекад могу анализирати да би се проценила дебљина биофилма.

Распоред сонде
Ултразвучна сонда се углавном поставља на спољашњи зид цеви, а измењивач је пун или делимично уроњен.

ПТФЕ има изразито акустично понашање у поређењу са металима и захтева пажљиву калибрацију.

Најбоља осетљивост за меке биолошке слојеве се обично постиже помоћу ултразвучних мерача{0}}прилагођених високом фреквенцијом.

Ограничења
Изазови у ултразвучном мерењу биофилма:

Слабо рефлектују звучне меке биофилмове

ПТФЕ апсорбује ултразвучну енергију

Неправилне наслаге дају бучне сигнале

Без обзира на ова ограничења, ултразвучне технологије су пожељне из следећих разлога:

Свифтер

Минимално инвазивно

Смањени трошак

Више мобилних

Ултразвучни приступи могу бити довољно тачни за доношење одлука о одржавању за рутински теренски скрининг.

Значај чистоће и стерилности сонде
Контролне сонде се морају очистити или стерилисати пре убацивања у измењивач.

Ова мера предострожности помаже да се спречи:

Унакрсна контаминација

Уношење страних -организама

Контаминација процеса

Микробиолошки услови су поремећени

Чистоћа сонде је посебно важна у фармацеутским, полупроводничким или прехрамбеним окружењима.

Неправилно руковање може утицати на интегритет процеса и поузданост мерења.

Примена података за планирање одржавања
Мерења обављена на бројним цевима дају реалнију слику стања измењивача.

Раст биофилма ретко је конзистентан преко снопа.

Области за које се чини да имају већи ризик од загађивања су често:

Области мале брзине

Мртве зоне

Хотспотс

Улазне сметње

Праћење тренда дебљине биофилма током времена може помоћи да се ефикасније оптимизују распореди одржавања.

Предности:

Мање чишћења које није потребно

Смањена потрошња хемикалија

Побољшане перформансе преноса топлоте

Побољшана доступност измењивача

• Нижи оперативни трошкови

Избор за одржавање је заснован{0}}на доказима, а не реактиван.

Однос дебљине биофилма и термичких перформанси
Биофилмови могу деловати као термоизолациони слојеви.

Са повећањем дебљине:

Повећава се топлотна отпорност

Смањује коефицијент преноса топлоте

Ефикасност измењивача пада

Пошто је биолошки материјал лош проводник топлоте, чак и релативно танки биолошки филмови могу изазвати значајну топлотну штету.

Због тога је веза између дебљине биофилма и погоршања топлоте генерално не-линеарна.

Рано проналажење проблема помаже у спречавању измјењивача да буде толико запрљан да перформансе пате.

Будућност ин{0}}дијагнозе прљања на лицу места
Развијају се методе инспекције које побољшавају могућност процене запрљаности измењивача без пуштања опреме из употребе.

Могући будући развоји укључују:

Аутоматски роботски скенери цеви

Мониторинг у оптичком

Уграђени биосензори

Анализа грешака са АИ помоћи

Здравствене мапе размењивача уживо

Како системи за одржавање постају све предвидљивији, директна ин-ситу процена биофилма може постати уобичајен део управљања индустријским измењивачем топлоте.

Резиме
Формирање биофилма унутар ПТФЕ цеви размењивача топлоте ствара скривени топлотни отпор који може драстично смањити ефикасност измењивача много пре него што било какве промене у паду притиска постану приметне. Такве биолошке наслаге сада могу да се процене директно ин ситу коришћењем техника као што су оптичка кохерентна томографија и специфични ултразвучни преглед.

Мерење дебљине биофилма цеви измењивача ПТФЕ представља квантитативну основу за планирање одржавања, омогућавајући да се одлуке о чишћењу доносе на основу стварне акумулације наслага, а не на основу претпоставки или фиксних интервала. ОЦТ технологије могу да сниме биофилм са микронском резолуцијом и одвоје различите слојеве биофилма. Ултразвучне технике су једноставније и могу се користити на терену за континуирано праћење.

Квантификовање процене загађивања као дијагностичке процедуре омогућава оптимизацију чишћења измењивача ради одржавања топлотне ефикасности и смањења непотребне употребе хемикалија и застоја. Познавање дебљине биолошког слоја обично покреће регулацију биолошког слоја у термичком одржавању.