Aktuální vydání

celé číslo

12

2021

Automatizace v chemickém a petrochemickém průmyslu

Průtokoměry a regulační ventily

celé číslo

Ultrazvukové snímače tloušťky stěny a usazenin

číslo 5/2006

Ultrazvukové snímače tloušťky stěny a usazenin

V článku jsou popsány ultrazvukové snímače určené k nedestruktivnímu měření tloušťky stěny potrubí anebo nádrže, popř. tloušťky vrstvy usazenin.

Potřeba nedestruktivních měření

Význam ultrazvukových snímačů pro obor měřicí techniky stále roste. Díky jejich vlastnostem je lze použít nejen ke klasickému měření např. polohy hladiny v nádržích, ale i k řešení relativně speciálních úloh. Jednou z nich je měření tloušťky stěny, popř. vrstvy usazenin v potrubí a nádržích.

Obr. 1.

Obr. 1. Přístroj Sonowall 40 – celkový pohled

Dlouhodobým provozem a trvalým působením různých agresivních látek a postupem koroze se stěny tlakových nádrží, potrubí a popř. i jiných různých konstrukcí ztenčují, což může vést až k jejich havárii a velkým ekonomickým ztrátám. Stejně tak jsou ekonomicky nákladné v podstatě zbytečné předčasné výměny „neopotřebovaných„ částí.

Je vhodné také kontrolovat stav potrubí nebo nádrží, ve kterých se ukládají usazeniny, neboť „zarůstáním„ potrubí se zmenšuje jeho skutečná světlost a výrazně se zhoršují provozní podmínky. V optimálním případě postačuje vyměnit jen tu část potrubí, kde nánosy usazenin překročily kritickou mez.

Nejen v uvedených situacích je nanejvýš vhodné zjistit aktuální stav objektu, aniž by bylo nutné potrubí, nádrž nebo konstrukci z důvodu měření rozříznout, a tím ji znehodnotit. V takových případech, jichž je většina, přicházejí ke slovu nedestruktivní metody měření. Jejich velmi zajímavou a pro průmyslové provozy vhodnou alternativou jsou ultrazvukové snímače.

Snímač tloušťky stěny

Přístroj s obchodním názvem Sonowall 40 je kompaktního provedení s rozměry 131 × 68 × 29 mm a hmotností 196 g (obr. 1). Je určen k mobilnímu měření tloušťky materiálu. Skládá se z oddělené ultrazvukové měřicí sondy a vyhodnocovací jednotky, které jsou propojeny kabelem. Pracuje na principu impuls-echo a umožňuje měřit tloušťku vrstvy všech zvukově vodivých materiálů, jako jsou kovy, keramika, plasty nebo sklo. Ultrazvukový princip zaručuje velmi malé provozní náklady, snadnou obsluhu a rychlou odezvu. Přístroj měří tloušťku vrstvy materiálu v rozsahu 1 až 199 mm s přesností ±0,1mm s rozlišením na 0,01 mm. Měřicí ultrazvuková sonda je výměnná; to je výhodné zvláště tehdy, hrozí-li její poškození provozními vlivy (není pak nutné měnit celý snímač) nebo při měření na těžko přístupných místech. Přístroj je široce použitelný v mnoha různých oblastech od kontrolních měření tloušťky stěny tlakových nádob a potrubí v chemickém průmyslu až po zjišťování míry koroze stožárů veřejného osvětlení nebo mostních konstrukcí.

Obr. 2.

Obr. 2. Ultrazvuková sonda pro měření tloušťky vrstvy usazenin v potrubí

Snímač pro měření tloušťky vrstvy usazenin

Při potrubní přepravě kapalin s obsahem příměsí dochází za určitých provozních podmínek k jejich usazování na vnitřních stěnách potrubí. Postupně se tak zmenšuje skutečná světlost potrubí a zhoršují se provozní podmínky přepravy. Po určité době nezbývá než usazeniny z potrubí – nebo části potrubí s usazeninami – odstranit. K měření tloušťky vrstvy usazenin vyvinula firma Sonotec vlastní nedestruktivní metodu měření. Při ní je opět využíván princip impuls-echo, přičemž se rozlišuje odraz od stěny potrubí a od vrstvy usazenin, a měření je tak nezávislé na tloušťce stěny vlastního potrubí. Ultrazvuková měřicí sonda se instaluje i za plného provozu přiložením na vnější povrch potrubí a upevněním upínacími pásky (obr. 2). Vzhledem ke způsobu instalace je měření naprosto nezávislé na typu kapaliny a provozních podmínkách v potrubí (tlak, typ proudění, agresivní nebo toxické látky) a bez jakéhokoliv nebezpečí zamoření okolí unikající kapalinou. Sonda je propojena kabelem o délce až 300 m s vyhodnocovací jednotkou Sonowall, jejíž výstup udává přímo tloušťku vrstvy usazenin, popř. poskytuje výstražné hlášení při překročení nastavené mezní hodnoty. Maximální provozní teplota v okolí sondy je +80 °C.

Závěr

Nedestruktivní měření tloušťky stěny či vrstvy úsazenin ultrazvukovými snímači nabízí možnosti dříve v oblasti provozu technologických zařízení dříve netušené a výraznou měrou se podílí na snižování provozních nákladů.

Ing. Martin Dostalík,
Sonotec s. r. o.

Sonotec s. r. o.
Absolonova 49
624 00 Brno
tel./fax: 541 233 211
mobil: 737 867 994
e-mail: sonotec@sonotec.cz
http://www.sonotec.cz