换热器的超声波泄漏试验
超声波泄漏检测已被用于多种应用，从通过定位压缩空气泄漏来降低能量到质量保证检查，如定位汽车中的风噪声和漏水。成功的秘诀是了解什么类型的泄漏产生可检测的超声波，什么不产生，以及可用于有效泄漏识别的技术。一旦了解，在某些情况下，可以提高检测极限，以帮助在困难情况下定位泄漏。
通常，超声波泄漏检测用于定位压力差足以在气体从泄漏高压侧移动到低压侧时产生湍流的泄漏。大多数情况下，速率低于1x10-3标准cc/sec的任何泄漏都不会产生可检测的湍流。因此，大多数超声波泄漏应用仅限于超过该阈值的泄漏。超声波的优点之一是泄漏检测不限于特定的流体。该技术可以识别所有类型的气体甚至流体系统中的泄漏。
当梅森制造公司的Dan Rennert面临一个潜在的困难情况，即在他们正在制造的特定管壳式热交换器中定位低水平泄漏时，他决定研究超声波。在为以前的雇主使用过这种技术后，丹意识到了成功的潜力和缺点。他知道超声波仪器可以探测到湍流，而要产生这种湍流，流速必须超过他认为需要发现的某些类型的泄漏。他对换热器进行了标准的水压测试，并找到了几个泄漏点，但他认为可能存在更多更小的泄漏点。
梅森制造，制造各种压力容器和热交换器的化学，食品和谷物处理器。他们的一些客户对所订购产品的质量要求非常高。他们期望梅森制造提供一个无泄漏的产品，梅森反过来追求所有的选项，以满足这些要求。
Dan考虑使用氦测试，他认为氦测试可以发现比超声波通常能感觉到的更小的泄漏。他的担忧有两个方面，即管道的接近程度和识别泄漏所需的时间。通常，氦检测非常耗时，因为传感器必须在测试区域周围小心操作。此外，如果氦在扫描相邻位置时从一个位置漂移到传感器，则可能会产生混淆。在这种情况下，热交换器中的管道非常接近。管子之间有3/8英寸的距离，这可能使识别特定泄漏管子变得困难。这是一个大型换热器，在直径为15-16英尺的管板中有超过8000根管子，管子从管板延伸几英寸。围绕此配置操作传感器所需的时间可能需要几天才能完成。
由于Dan决定在这个应用中研究超声波泄漏检测的使用，他咨询了UE Systems的工程副总裁Mark Goodman先生。古德曼先生同意Rennert先生的担心，即泄漏可能不会产生足够的可检测超声波，因为它们形成缓慢且水平较低。他建议他们使用一种叫做“液体泄漏放大”的方法。这包括使用表面张力低的表面活性剂。热交换器被加压，液体被应用到管板的截面上。这在本质上与典型的“气泡测试”相似，但有一个例外。所使用的液体具有较低的表面张力，因此低流量泄漏将形成一个几乎立即破裂的气泡。这就产生了可检测的超声波。标准肥皂和商业配方的泡沫测试溶液在低泄漏(通常低于1x10- 3cc /sec)时，需要更长的时间形成泡沫，甚至更长的时间泡沫破裂。此外，在不寻常的结构中，比如在这种情况下，管道延伸到管板之外，气泡不会被发现，因此泄漏也不会被检测到。
Rennert先生决定尝试液体泄漏放大法。他将热交换器加压到大约50 PSI，并将液体泄漏放大器喷在四平方英尺的换热器管板上。通常在这个过程中，与管板接触时会形成一些气泡，所以他等待，直到最初形成的气泡消退。Dan随后插上扫描模块，开始用超声波传感器沿管板断面进行扫描。他重复了这个过程，每次将液体喷洒在四英尺长的切片上，等待并扫描。他通过检测间隔约1-2秒的缓慢“pop-pop”声来识别泄漏。虽然他没有看到气泡，但他指出，爆裂的声音没有发生在任何相邻的管道周围，从而能够确认泄漏。他只花了8个小时就完成了对8000根管子的扫描。除了之前通过水压测试发现的泄漏外，还发现了3处泄漏。
确信他已经发现并修复了所有的泄漏，他把热交换器寄给了他的客户。如果换热器发生泄漏，客户的成本将非常高昂，因为泄漏会污染他们的产品。通过此程序，梅森能够向非常满意的客户提供无泄漏热交换器。
未来，Dan预计在大型换热器上使用超声波，以确保垫圈紧固。他们将在对这些换热器进行水压试验之前使用它。正如丹所解释的，“如果你有一个直径为10-11英尺的换热器，并将其装满水，那将是大量的水。”丹估计这将为他们节省大量的水。他的程序是在安装垫片后添加5 psi的空气，并使用液体泄漏放大器进行测试。
由于Dan之前在一家化工厂测试蒸汽泄漏时使用了超声波设备，因此他对该技术非常熟悉，能够适应当前的工作岗位。他预计在他们的商店里使用超声波通过定位空气泄漏来减少能源浪费。事实上，他最近在工厂的一个靠近墙壁的地方走了一圈，发现了飞机上的漏洞、空气干燥器外壳上的裂缝和空气软管上的另一个漏洞。
需要注意的是，任何用于泄漏检测的方法都有其“优点”和“局限性”。泄漏检测通常是“艰苦的工作”。它需要了解测试对象、测试条件和对要检测的泄漏类型的了解。例如，它是液体还是气体;是缓慢形成的泄漏还是大流量泄漏?一旦了解，检查员必须决定最适合于特定泄漏的技术和方法。它还需要准备、安全、应用、识别和确认泄漏的策略。某些类型的测试可能需要符合特定的代码和标准。此外，必须实施泄漏管理方法，以便不仅识别泄漏，而且修复和重新检查，以保证质量。
有关更多信息，请联系UE Systems，网址为www.uesystems.com或致电(800)223.1325。
