Într-o fabrică scurgerile se pot forma practic oriunde. Aici sunt incluse sistemele sub presiune și sistemele sub vacuum. Scurgerile pot avea loc intern, prin supape și separatoare de abur, în schimbătorul de căldură și tuburile condensatorului sau în atmosferă. În vreme ce este important să se localizeze potențialele pericole privind siguranța asociate scurgerilor, pierderea de gaze prin scurgeri poate fi foarte costisitoare.
Un concept de bază care trebuie înţeles este că o scurgere poate apărea oriunde. Determinarea momentului și a tipului de scurgere care trebuie identificată depinde de multe variabile, cum ar fi economia, siguranţa, performanţa, impactul asupra obiectelor sau a produselor conexe (de exemplu calitatea), precum și economia scurgerii și capacitatea de a o repara, odată ce a fost găsită.
Scurgerea survine atunci când un material se poate deplasa dintr-un mediu în altul. Când scurgerea are loc sub presiune sau în vid, fluidul (lichid sau gaz) se deplasează de la partea de înaltă presiune prin orificiul de scurgere către partea de joasă presiune. Când acesta intră în punctul de joasă presiune, se produce un flux turbulent. Turbulenţa perturbă moleculele de aer producând zgomot alb, care conţine atât componente de joasă, cât și de înaltă frecvenţă. În majoritatea fabricilor, acest zgomot poate fi mascat de sunetele înconjurătoare. Componenta sonoră, având o formă de undă lungă, poate părea omnidirecţională, ceea ce face dificilă localizarea și identificarea unei surse de scurgere.
Componenta de ultrasunete are atribute care facilitează detectarea scurgerilor. Fiind vorba de un semnal cu unde scurte, slab, amplitudinea sa scade rapid pe măsură ce se îndepărtează de sursă. De asemenea, fiind o formă de undă longitudinală, este considerată relativ direcţională. Deoarece senzorii cu ultrasunete nu detectează componentele cu frecvenţă mai joasă, localizarea și identificarea unei scurgeri poate fi foarte eficientă, chiar și în mediul zgomotos al unei fabrici.
Ce afectează detectabilitatea unei scurgeri?
Există mai mulţi factori care fac o scurgere detectabilă folosind ultrasunetele.
1 Turbulenţe
Există două tipuri de scurgeri vâscoase: scurgerea turbulentă și cea laminară. Fluxul laminar poate fi definit ca: „Fluxul de fluid în care fluidul se deplasează lin sau pe căi regulate. Viteza, presiunea și alte proprietăţi de curgere în fiecare punct al fluidului rămân constante”.
Fluxul turbulent este definit ca: „Un flux de fluid în care viteza la un anumit punct variază neregulat în amplitudine și direcţie”.
Prin urmare, ultrasunetele nu vor detecta fluxul laminar (acesta ar fi cazul, spre exemplu, în difuzoarele aparatului de aer condiţionat), dar vor detecta fluxul turbulent. Cele mai multe situaţii de scurgere vor produce un flux turbulent. Cu toate acestea, există alte variabile care trebuie luate în considerare pentru a determina dacă există suficientă turbulenţă pentru a produce ultrasunete „detectabile” care permit identificarea unei scurgeri.
2 Forma orificiului
Indiferent de dimensiunea orificiului, este important să ne amintim că un orificiu neted nu va produce la fel de multă turbulenţă ca un orificiu colţuros. Un orificiu cu margini multiple poate afecta curgerea fluidului și produce mai multe turbulenţe, fenomen cunoscut sub denumirea de „efectul de lamelă”. O deschidere îngustă de tip „fantă”, care rezultă într-o scurgere ca un „firicel” nu va produce atât de multă turbulenţă ca o scurgere printr-un „orificiu cât o gămălie”.
3 Vâscozitatea fluidului
Vâscozitatea unui fluid este rezistenţa sa la curgere, o măsură a fricţiunii interne a fluidului. De exemplu, dacă comparăm vâscozitatea apei cu cea a aburului, apa are o rezistenţă mai mare la curgere. Factorii care influenţează fluxul prin locurile de scurgere sunt vâscozitatea fluidului, diferenţa de presiune care determină fluxul și lungimea și secţiunea transversală a căii de scurgere. De exemplu, la aceeași presiune, aerul se va scurge într-o cantitate semnificativ mai mare printr-un loc de scurgere decât un fluid, cum ar fi apa sau uleiul. Acest lucru este important de înţeles dacă aveţi de-a face cu o scurgere în care fluidul are o vâscozitate ridicată, dar nu aveţi suficientă presiune pentru a produce o scurgere turbulentă. De exemplu, atunci când aveţi de-a face cu o scurgere de apă subterană, schimbarea fluidului în gaz va ajuta foarte mult la localizarea scurgerii.
4 Diferenţialul de presiune
Diferenţialul de presiune este o problemă semnificativă atunci când se efectuează majoritatea testelor de scurgere. Un diferenţial de presiune este creat atunci când presiunea pe o scurgere este modificată și debitul se modifică proporţional cu rădăcina pătrată a diferenţei presiunii absolute. Atunci când efectuaţi inspecţia de scurgere cu propagare de ultrasunete în aer, este important să luaţi în considerare curgerea vâscoasă specifică diferenţei de presiune care acţionează pe scurgere.
5 Distanţa faţă de scurgere
Un alt factor care influenţează detectabilitatea unei scurgeri este distanţa faţă de scurgere. Intensitatea semnalului cu ultrasunete scade odată cu creșterea distanţei faţă de sursa care emite ultrasunetele. Intensitatea se referă la puterea relativă a unui semnal sonor într-un anumit punct.
Accesibilitatea la scurgere
Datorită undelor scurte specifice ultrasunetelor, amplitudinea emisiei scade exponenţial pe măsură ce sunetul se îndepărtează de sursă. Distanţa de detectare devine un factor important. Dacă un controlor nu poate ajunge în zona din care scurgerea poate fi detectată, aceasta va fi foarte greu de găsit. Este important ca zona unde este scurgerea să fie accesibilă. Atât timp cât este în siguranţă, cu cât un controlor se poate apropia mai mult de scurgere, cu atât sunt mai mari șansele de a detecta și de a evalua scurgerea. Dacă o scurgere se află ascunsă în spatele unor diferite structuri, aceasta va avea tendinţa de a se reflecta din aceste structuri. Ultrasunetele din scurgeri sunt apoi trimise în alte direcţii, sărind de la un obiect la altul și, prin urmare, derutând controlorul cu privire la locul unde se află sursa scurgerii. În unele cazuri, ultrasunetele pot afecta materialul care absoarbe undele sonore. Cu cât scurgerea se deplasează mai departe de sursă, cu atât este mai probabil să se atenueze și să slăbească în intensitate. Apropiaţi-vă de sursa de scurgere, îndepărtaţi obiectele care interferează și utilizaţi mijloace auxiliare pentru a avea acces la scurgere, cum ar fi o sondă de contact pentru sunetele propagate de structuri aflate în cabinete închise, un microfon parabolic sau sonde flexibile.
Dacă o scurgere are loc într-un spaţiu închis, asiguraţi-vă că urmaţi toate procedurile privind siguranţa. Acestea sunt condiţii foarte periculoase și orice greșeală poate fi fatală.
Găsirea scurgerii
Ar putea fi necesare module specializate, cum ar fi un microfon parabolic pentru scanare de lungă distanţă, un modul de focalizare apropiată pentru scanare în prim plan sau sonde flexibile pentru scanarea greu accesibilă.
Metoda recomandată pentru localizarea unei scurgeri este cea „din aproape în aproape”. Aceasta este utilizată pentru a găsi și identifica locaţia scurgerilor. Începeţi de la sensibilitatea maximă și scanaţi deplasând sonda în toate direcţiile pentru a localiza un sunet de scurgere. Acesta va fi perceput ca un zgomot „de radio”. Urmaţi sunetul până unde se aude cel mai intens. Pe măsură ce vă deplasaţi, zgomotul scurgerii ar putea crește, ceea ce face dificilă identificarea direcţiei scurgerii. Reduceţi sensibilitatea pe măsură ce vă apropiaţi de zonă și ascultaţi cel mai puternic semnal de scurgere. Scanaţi în jurul zonei suspectate de scurgere. Ori de câte ori este dificil să se determine direcţia sunetului de scurgere, reglaţi sensibilitatea în sus dacă nivelul sonor este prea scăzut sau în jos dacă nivelul sonor este prea ridicat. Este posibil să identificaţi locul exact al scurgerii dacă scanaţi complet în jurul zonei de interes. Odată ajuns aproape de locaţie, așezaţi sonda de focalizare din cauciuc peste modulul de scanare și continuaţi să vă deplasaţi în direcţia de scurgere. Pentru a confirma, dacă este posibil, apăsaţi cu vârful sondei peste locul suspectat. Dacă sunetul scurgerii continuă sau crește în volum, aţi găsit scurgerea; dacă nivelul sonor scade, continuaţi să căutaţi.
Verificarea scurgerilor de aer comprimat
Un domeniu în care se pot înregistra rezultate rapide este bazat pe stabilirea unui program de verificare a scurgerilor de aer comprimat. De fapt, în SUA, Departamentul pentru Energie a estimat că din tot aerul comprimat utilizat în SUA de către industrie, aproximativ 30% se pierde din cauza scurgerilor. Acesta estimează că asta implică un cost anual între 1 și 3,2 miliarde de dolari. Nu este ceva ieșit din comun să auziţi de rapoarte ale utilizatorilor care, după efectuarea unei verificări privind scurgerile și de reparare a acestora, să fi eliminat utilizarea unui compresor suplimentar.
Software-ul de analiză al gazelor comprimate sau aplicaţiile mobile organizează rezultatele ast-fel încât, atunci când datele despre scurgeri sunt înregistrate, software-ul sau aplicaţia va calcula pierderile per scurgere în termeni de bani pierduţi. De asemenea, acesta poate furniza informaţii des-pre gazele care contribuie la amprenta de carbon.
În plus faţă de rezultatele verificării, software-ul sau aplicaţia va ţine evidenţa a ceea ce a fost sau nu a fost reparat. Acest lucru îi ajută pe utilizatori să își gestioneze verificările și oferă informaţii despre banii efectivi economisiţi și despre reducerea emisiilor de gaze de carbon.
Concluzie
Atunci când sunt utilizate corect, instrumentele cu ultrasunete sunt instrumente extrem de fiabile în detectarea scurgerilor și pot contribui foarte mult la eforturile de economisire a energiei. Chiar dacă detectarea scurgerilor prin ultrasunete este un exerciţiu foarte simplu și direct, este recomandabil întotdeauna ca profesioniștii în domeniul întreţinerii să primească o pregătire adecvată, care le va spori cunoștinţele în ceea ce privește instrumentul cu ultrasunete și crearea de rapoarte privind scurgerile.
