Ультразвуковые установки ТУЗ для очистки труб


Описание

Очистка длинномерных (свыше 0,5 м) труб, в особенности, внутренней поверхности труб, представляет довольно серьезную техническую проблему.

В настоящее время ультразвуковой способ очистки труб применяется не достаточно широко. И это притом, что технология ультразвуковой очистки характеризуется высоким качеством очистки и гарантированным неповреждением поверхности труб. Кроме того, ультразвуковой способ отличает низкая энергоемкость, возможность автоматизации процесса, использование менее концентрированных моюших растворов и т.д.

Ультразвуковая очистка применяется, в основном, для очистки наружной поверхности труб. Внутренняя поверхность труб ультразвуковыми колебаниями, подводимыми в жидкость снаружи, например, в ультразвуковой ванне, практически не чистится или чистится недостаточно хорошо. Это связано с тем, что среда внутри и снаружи трубы разделена стенкой трубы, которая представляет собой, особенно при толщине трубы 1-2 мм и более, акустический экран, препятствующий проникновению мощных ультразвуковых колебаний внутрь трубы. Реально, за счет дифракционных эффектов, очищается лишь незначительная часть внутренней поверхности трубы около конца трубы - не более 1-1,5 длины акустической волны в жидкости. Например, на частоте 20 кГц это расстояние составляет 7-10 см.

Моющая способность ультразвуковых устройств определяется удельной акустической мощностью W на единицу объема моющего раствора. Исследования, проведенный специалистами ГК "Ультра-Фильтр", показали, что процесс ультразвуковой очистки имеет пороговый характер. Для эффективной очистки необходимо обеспечить удельную акустическую мощность не менее 50 акустических Ватт на 1 л моющего раствора. Измерения акустической мощности проводились с помощью прибора APM-1, разработанного в ГНЦ РФ ФГУП "Акустический институт имени акад. Н.Н. Андреева", принцип работы которого основан на сравнительном калориметрическом методе (Маргулис И.М., Маргулис М.А. Измерение акустической мощности при исследовании кавитационных процессов // Акустический журнал, 2005, Т.51, №5, С.698-708).

В ГК "Ультра-Фильтр" разработан способ, позволяющий эффективно чистить как наружную, так и внутреннюю поверхность труб.

Основным преимуществом этого способа является возможность ультразвуковой очистки труб практически любой длины, диаметра и толщины стенки, а также при наличии произвольного количества изгибов.

Способ реализован в устройствах серии ТУЗ (очистка труб ультразвуком). Установки ТУЗ содержат следующие элементы:
    1. Емкость для очистки;
    2. Акустические излучатели;
    3. Высокочастотные генераторы;
    4. Систему подачи моющего раствора внутрь труб;
    5. Систему подачи моющего раствора снаружи труб;
    6. Устройство закрепления труб в емкости для очистки.

В установках ТУЗ затраты электроэнергии на создание ультразвуковых колебаний, отнесенные к одному погонному метру трубы составляют:
    - для труб диаметром менее 1'' - около 30 Вт/м;
    - для труб диаметром от 1'' до 3'' - около 50 Вт/м;
    - для труб диаметром от 3'' до 4'' - около 70 Вт/м;
    - для труб диаметром от 4'' до 6'' - около 100 Вт/м.

Пример обозначения: ТУЗ -12-73-8 (ультразвуковая установка для очистки труб длиной до 12 м, диаметром 73 мм, количество одновременно очищаемых труб - 8 шт.).

Ниже приведены некоторые примеры реализации предлагаемой технологии для труб разного размера с загрязнениями различных видов.

Ультразвуковая установка ТУЗ
для очистки внутренней поверхности труб НКТ
от отложений типа АСПО (парафиновые и асфальтеновые отложения).

Таблица. Технические характеристики установки серии ТУЗ.

Технический параметр Значение
Длина труб, м 9 - 12
Внутренний диаметр труб, мм 69,     73,    89
Толщина стенок труб, мм 5,     5,5     6,5
Время очистки труб, мин. 3 - 201
Количество одновременно очищаемых труб, шт. 1 - 5
Потребляемая электрическая мощность, кВт, не более 4 - 152
Количество акустических излучателей на одну трубу, шт. 8
Внутренние габариты емкости для очистки (ДхШхВ), м 14 х 0,3- 0,82 х 0,3
Габариты установки (ДхШхВ), м 15 х 0,5-1,52 х 1,5
Напряжение/частота питания, В / Гц 220 / 50
1 Определяется конкретным типом загрязнений.
2 Определяется количеством очищаемых труб и их диаметром.

Ультразвуковая установка ТУЗ
для очистки внешней и внутренней поверхности толстостенных труб
от отложений следующих типов: консервационная смазка, грязь, масло.

Таблица. Технические характеристики установки серии ТУЗ.

Технический параметр Значение
Длина труб, м 2,1
Внутренний диаметр труб, мм 26
Толщина стенок труб, мм 12
Время очистки труб, мин. 3 - 151
Количество одновременно очищаемых труб, шт. 1 - 8
Потребляемая электрическая мощность, кВт, не более 0,8 - 22
Количество акустических излучателей на одну трубу, шт. 2
Внутренние габариты емкости для очистки (ДхШхВ), м 3 х 0,1 - 0,852 х 0,25
Габариты установки (ДхШхВ), м 4 х 0,4 - 12 х 1
Напряжение/частота питания, В / Гц 220 / 50
1 Определяется конкретным типом загрязнений.
2 Определяется количеством очищаемых труб и их диаметром.

Для труб других габаритов и форм, а также для других видов загрязнений параметры ультразвуковых устройств могут быть изменены в зависимости от технических требований, предъявляемых к очистке.