Como realizar uma medição não{0}}destrutiva de espessura de uma bainha de aquecedor PFA usando testes de correntes parasitas?

O teste de correntes parasitas (ECT) fornece uma maneira não-destrutiva de determinar a espessura restante da parede do PFA em aquecedores instalados sem removê-los do tanque. O método funciona porque o núcleo de metal (Incoloy, titânio ou aço inoxidável) é condutor e a bainha de PFA não-condutiva. Uma sonda de correntes parasitas na superfície do PFA induz correntes no núcleo metálico, onde o atraso de fase do sinal de retorno é proporcional à distância entre a sonda e o metal, ou seja, a espessura da parede do PFA. A calibração em relação aos padrões de espessura conhecidos fornece uma precisão de ±0,05-0,10 mm para espessuras de PFA na faixa de 0,5 a 3,0 mm. A ECT pode detectar erosão, desgaste localizado ou danos químicos que causam desbaste e, assim, permitir a substituição preditiva antes da perfuração. O processo é rápido (segundos por ponto) e pode ser realizado por técnicos qualificados sem drenagem dos tanques (sonda inserida por visor ou por técnica de contato úmido).

Princípio de funcionamento
Uma sonda de correntes parasitas cria um campo magnético alternado (frequência normal de 100 kHz a 2 MHz). Este campo gera correntes parasitas no núcleo de metal. As correntes parasitas geram um campo magnético secundário que se opõe ao campo magnético primário. A sonda detecta a mudança na impedância. A diferença do ângulo de fase entre o sinal transmitido e recebido depende da distância de levantamento, que é a distância entre a sonda e o metal. Para metais não{8}}magnéticos (Incoloy, titânio, aço inoxidável), o efeito de levantamento-é linear com a distância para lacunas de 0 a 3 mm. O ângulo de fase obtido pode ser convertido diretamente em espessura de PFA por calibração com calços de PFA de espessura conhecida.

O método é baseado no uso de PFA úmido (o líquido não é-condutor nem-magnético, por isso não interfere). A sonda pode ser usada em uma superfície de aquecimento úmida quando em serviço, porém a maior precisão é obtida em uma superfície limpa e seca.

Processo de calibração
Obtenha um bloco de calibração. Um pedaço do mesmo núcleo metálico (Incoloy, etc.) com superfície plana. Ou utilize a extremidade fria do aquecedor (a espessura é conhecida desde o fabricante).

Coloque calços PFA de espessura definida (0,5 mm, 1,0 mm, 1,5 mm, 2,0 mm, 2,5 mm) entre a sonda e o bloco metálico.

Registre o ângulo de fase para cada espessura. Fase do gráfico versus espessura (deve ser linear).

Verifique a linearidade R2 > 0,99 Para núcleos de titânio, a faixa linear é de 0,5–2,5 mm. Para Incoloy, 0,5-3,0 mm.

Faça uma tabela de consulta ou equação linear: Espessura=mx (fase) + b

Procedimento de medição
Etapa Ação
1 Limpe a superfície do PFA no local de medição (remova incrustações, biofilme) - um pano suave está OK.
2. Use uma pequena camada de água ou gel de acoplante (para garantir o contato acústico - a ECT não precisa de acoplante, mas o contato regular aumenta a repetibilidade).
3 Coloque a sonda perpendicular à superfície do aquecedor. Para aquecedores curvos (normalmente com diâmetro externo de 25 mm), use uma ponta de sonda com contorno ou faça muitas leituras ao redor da circunferência e calcule a média.
4 Registre o ângulo de fase (3-5 leituras).
5 Espessura da curva de calibração.
6 Marque os pontos de medição com marcador permanente para monitorar alterações ao longo do tempo.
Limitações e Precisão
Comentários sobre desempenho de parâmetros
Faixa de espessura 0,3–3,0 mmFora dessa faixa, não-linear
Precisão ±0,05–0,10 mm Calibração necessária
Repetibilidade ±0,03mmNo mesmo local
Tamanho mínimo do ponto 5 mm de diâmetro Efeitos de borda em pequenas manchas
Efeito de núcleo de metal É necessário calibrar cada liga. Incoloy, Ti, SS têm condutividades diferentes
Impacto da temperatura Desvio > 60 graus Quando está em temperatura ambiente (desligado e resfriado)
Efeito de curvatura Erro de até 0,1 mm para diâmetro externo de 25 mm Use sonda curva ou posição média 3
Exemplos de aplicações
Ambiente de serviço Taxa de desbaste prevista Frequência de inspeção Ação quando espessura<
Água limpa<0.05 mm/year Yearly 1.0 (replace)
Pasta abrasiva (sílica, 2 m/s) 0,2–0,5 mm/ano Trimestralmente 1,2 mm (substituição planejada)
Produto químico ácido (30% HCl, 80 graus) 0,05–0,15 mm/ano (permeação, não erosão)Semestralmente-anualmente 1,0 mm (fique de olho)
High temperature (>150 graus)|Desbaste por fluência|A cada 6 meses|1,5 mm (risco de ruptura)
Tanque de limpeza ultrassônica 0,1-0,3 mm/ano erosão Trimestralmente 1,0 mm
Exemplo de campo
Aquecedores PFA em serviço com areia de sílica (2,5 m/s, 30% de sólidos) em um circuito de lama de mineração. “Costumávamos substituir os aquecedores a cada 12 meses, como medida preventiva. Encontrávamos alguns aquecedores ainda grossos (1,8 mm) e outros quase perfurados (0,4 mm). em substituições desnecessárias e evitou falhas catastróficas do aquecedor fino.

Recomendações de equipamentos
Medidores de espessura de correntes parasitas portáteis apropriados em metal (PFA-em-metal) incluem:

Olympus (Evident) 45MG com calibração-decolagem

Sonda ECP10 Fischer FMP20

Elcometer N800 (configurado para revestimento não{1}}condutivo em metal)

Custo: $ 3.000-6.000 para um medidor simples equipado com sonda. Treinamento: 1 a 2 dias O investimento se paga em 1 a 2 anos, diminuindo as substituições desnecessárias de aquecedores e evitando falhas.

Conclusão: ECT para Medição e Calibração de Espessura
A espessura residual da parede do PFA em aquecedores instalados pode ser determinada de forma não{0}}destrutiva com uma precisão de $\\pm 0,05–0,10$ mm por meio de testes de correntes parasitas. O método não é-destrutivo para água e incrustações, leva segundos por local e não requer drenagem do tanque. Calibre de acordo com padrões de espessura conhecidos, compense a curvatura e faça medições trimestralmente ou anualmente. Use ECT, substitua os aquecedores com base na espessura real restante da parede, não no tempo do calendário. Isto prolonga a vida útil do aquecedor sempre que possível e evita falhas inesperadas onde a erosão é severa. Para uso abrasivo, corrosivo ou em altas temperaturas, a ECT é a tecnologia de manutenção preditiva de melhor valor. Medir Espessura Prever Substituição Economizar Dinheiro A sonda sabe quanto PFA existe. Não presuma. Medir.