Defekt izolacji w górnym kolanie rurociągu (estakada)
Metoda oceny stanu izolacji cieplnej rurociągów napowietrznych z wykorzystaniem termografii
Wstęp
Najważniejszymi wymaganiami stawianymi rurociągom transportującym płyn (woda, para wodna lub inne media) jest niezawodność działania oraz utrzymanie strat ciepła na poziomie nie przekraczającym obowiązujących wymagań normowych. Obecnie w coraz większym stopniu dostrzega się ekonomiczną stronę eksploatacji rurociągów związaną z niedostateczną ich izolacyjnością termiczną. Zła izolacyjność rurociągów (dotyczy to głównie rurociągów eksploatowanych od wielu lat i izolowanych tradycyjnie za pomocą np. waty szklanej) wpływa z jednej strony na zwiększenie strat ciepła, z drugiej zaś wiąże się z niezawodnością działania rurociągów, gdyż w miejscach o obniżonej izolacyjności rurociąg może ulegać szybszej korozji, co w konsekwencji doprowadza do wycieku płynu przez nieszczelności.
Znane są możliwości wykorzystania termografii do lokalizacji miejsc wycieku czynnika z podziemnych sieci ciepłowniczych, określania rzeczywistego przebiegu tych sieci w badaniach inwentaryzacyjnych. Nowoczesne sieci z rur preizolowanych wyposażone są w systemy alarmowe nadzorujące pracę sieci i umożliwiające szybkie umiejscowienie awarii.
Ocena stanu izolacji rurociągu z wykorzystaniem termografii
Podstawa wykorzystania termografii do oceny stanu izolacji rurociągów opiera się na związku izolacyjności termicznej rurociągów z rozkładem temperatury na zewnętrznej powierzchni płaszcza ochronnego izolacji, wykonanego najczęściej z blachy stalowej ocynkowanej. Jeżeli w danym miejscu stan izolacji cieplnej rurociągu jest pogorszony (mniejszy opór cieplny), wówczas w tym obszarze pojawi się anomalia termiczna objawiająca się lokalnym przyrostem temperatury na zewnętrznej powierzchni rurociągu. Miejsca te bez trudu mogą być wykryte za pomocą termografu.
W celu ułatwienia interpretacji termogramu korzystne jest zamieszczenie obok niego zdjęcia badanego obiektu, szczególnie gdy kształt jego powierzchni jest złożony. Przykładowe obrazy termograficzne uzyskane w Laboratorium Termografii Instytutu Techniki Grzewczej i Sanitarnej w Radomiu za pomocą szwedzkiej aparatury termograficznej AGEMA 470 Pro zamieszczono na rys. 1...3. Na termogramach tych fragmenty rurociągu o wyższej temperaturze (gorszej izolacyjności) odwzorowane są w "cieplejszych" barwach. Niżej opisano dwa warianty badań rurociągów z wykorzystaniem techniki termograficznej. Zastosowanie pomiarów uzupełniających i analiz obliczeniowych pozwala uściślić wyniki badań.
W klasyfikacji wad pomocne są obliczenia pomocnicze, wykonane za pomocą komputera z wykorzystaniem zależności z zakresu wymiany ciepła.
Przykładowe wyniki badań termograficznych rurociągów napowietrznych Na rys. 1...3 przedstawiono przykładowe termogramy z badań rurociągu parowego wykonanego z rur instalacyjnych R-35 o średnicy wewnętrznej 0,3396 m i grubości ścianki 0,008 m. Izolację termiczną stanowiły maty z wełny mineralnej o grubości 0,18 m. Izolacja zabezpieczona była od zewnątrz płaszczem ochronnym z blachy ocynkowanej. W ramach badań wykryto na odcinku rurociągu składającego się z dwóch nitek o długości niespełna 2 km każda, sto kilkadziesiąt defektów o zróżnicowanym natężeniu i zasięgu.
Na podstawie pomiarów stwierdzono, że temperatura powierzchni płaszcza w miejscach zdefektowanych wynosiła często powyżej 80 oC. Na podstawie pomiarów i obliczeń stwierdzono, że spadek temperatury pary na jednym z badanych odcinków wynosił 44 oC/km z uwzględnieniem punktów stałych i podpór, zaś na innym, zbliżonym pod względem długości, ok. 12 oC/km. W obydwu przypadkach przekroczone były znacznie założenia projektowe. Taki sposób przedstawienia wyników badań pozwala wytypować odcinki do inwestycji o najkrótszym czasie zwrotu inwestycji i określić opłacalność takich przedsięwzięć. Dotyczy to szczególnie przypadków, gdy inwestycja realizowana jest etapami.
Defekt izolacji w strefie kolana oraz podpory w naziemnej części rurociągu
Ciąg defektów izolacji na prostoliniowym odcinku rurociągu
Przykład prawidłowego izolowania kolana rurociągu oraz zwiększonych strat ciepła w strefie podpory i w punktu stałego.
Najważniejszymi wymaganiami stawianymi rurociągom transportującym płyn (woda, para wodna lub inne media) jest niezawodność działania oraz utrzymanie strat ciepła na poziomie nie przekraczającym obowiązujących wymagań normowych. Obecnie w coraz większym stopniu dostrzega się ekonomiczną stronę eksploatacji rurociągów związaną z niedostateczną ich izolacyjnością termiczną. Zła izolacyjność rurociągów (dotyczy to głównie rurociągów eksploatowanych od wielu lat i izolowanych tradycyjnie za pomocą np. waty szklanej) wpływa z jednej strony na zwiększenie strat ciepła, z drugiej zaś wiąże się z niezawodnością działania rurociągów, gdyż w miejscach o obniżonej izolacyjności rurociąg może ulegać szybszej korozji, co w konsekwencji doprowadza do wycieku płynu przez nieszczelności.
Znane są możliwości wykorzystania termografii do lokalizacji miejsc wycieku czynnika z podziemnych sieci ciepłowniczych, określania rzeczywistego przebiegu tych sieci w badaniach inwentaryzacyjnych. Nowoczesne sieci z rur preizolowanych wyposażone są w systemy alarmowe nadzorujące pracę sieci i umożliwiające szybkie umiejscowienie awarii.
Ocena stanu izolacji rurociągu z wykorzystaniem termografii
Podstawa wykorzystania termografii do oceny stanu izolacji rurociągów opiera się na związku izolacyjności termicznej rurociągów z rozkładem temperatury na zewnętrznej powierzchni płaszcza ochronnego izolacji, wykonanego najczęściej z blachy stalowej ocynkowanej. Jeżeli w danym miejscu stan izolacji cieplnej rurociągu jest pogorszony (mniejszy opór cieplny), wówczas w tym obszarze pojawi się anomalia termiczna objawiająca się lokalnym przyrostem temperatury na zewnętrznej powierzchni rurociągu. Miejsca te bez trudu mogą być wykryte za pomocą termografu.
W celu ułatwienia interpretacji termogramu korzystne jest zamieszczenie obok niego zdjęcia badanego obiektu, szczególnie gdy kształt jego powierzchni jest złożony. Przykładowe obrazy termograficzne uzyskane w Laboratorium Termografii Instytutu Techniki Grzewczej i Sanitarnej w Radomiu za pomocą szwedzkiej aparatury termograficznej AGEMA 470 Pro zamieszczono na rys. 1...3. Na termogramach tych fragmenty rurociągu o wyższej temperaturze (gorszej izolacyjności) odwzorowane są w "cieplejszych" barwach. Niżej opisano dwa warianty badań rurociągów z wykorzystaniem techniki termograficznej. Zastosowanie pomiarów uzupełniających i analiz obliczeniowych pozwala uściślić wyniki badań.
W klasyfikacji wad pomocne są obliczenia pomocnicze, wykonane za pomocą komputera z wykorzystaniem zależności z zakresu wymiany ciepła.
Przykładowe wyniki badań termograficznych rurociągów napowietrznych Na rys. 1...3 przedstawiono przykładowe termogramy z badań rurociągu parowego wykonanego z rur instalacyjnych R-35 o średnicy wewnętrznej 0,3396 m i grubości ścianki 0,008 m. Izolację termiczną stanowiły maty z wełny mineralnej o grubości 0,18 m. Izolacja zabezpieczona była od zewnątrz płaszczem ochronnym z blachy ocynkowanej. W ramach badań wykryto na odcinku rurociągu składającego się z dwóch nitek o długości niespełna 2 km każda, sto kilkadziesiąt defektów o zróżnicowanym natężeniu i zasięgu.
Na podstawie pomiarów stwierdzono, że temperatura powierzchni płaszcza w miejscach zdefektowanych wynosiła często powyżej 80 oC. Na podstawie pomiarów i obliczeń stwierdzono, że spadek temperatury pary na jednym z badanych odcinków wynosił 44 oC/km z uwzględnieniem punktów stałych i podpór, zaś na innym, zbliżonym pod względem długości, ok. 12 oC/km. W obydwu przypadkach przekroczone były znacznie założenia projektowe. Taki sposób przedstawienia wyników badań pozwala wytypować odcinki do inwestycji o najkrótszym czasie zwrotu inwestycji i określić opłacalność takich przedsięwzięć. Dotyczy to szczególnie przypadków, gdy inwestycja realizowana jest etapami.
Defekt izolacji w strefie kolana oraz podpory w naziemnej części rurociągu
Ciąg defektów izolacji na prostoliniowym odcinku rurociągu
Przykład prawidłowego izolowania kolana rurociągu oraz zwiększonych strat ciepła w strefie podpory i w punktu stałego.