Limba 
Urmărirea căldurii cu efect de piele funcționează prin aplicarea de curent alternativ (AC) unui conductor izolat care circulă în interiorul unui tub de oțel feromagnetic atașat la conductă. Curentul de retur se concentrează pe peretele interior al tubului din cauza efectului de piele de curent alternativ, iar rezistența tubului transformă acel curent în căldură. Căldura trece prin peretele tubului și încălzește suprafața conductei, motiv pentru care sistemul poate menține temperatura de-a lungul mai multor kilometri de conductă de la un singur punct de alimentare.
Ce este urmărirea căldurii cu efectul pielii?
Urmărirea căldurii cu efect de piele (SECT) este o metodă de încălzire electrică în serie în care tubul de oțel în sine, nu un cablu de încălzire, este elementul de încălzire. Un transformator alimentează curent într-un conductor izolat din interiorul tubului, iar la capătul îndepărtat curentul se transferă în tub și se întoarce spre alimentarea cu putere. Deoarece tubul este feromagnetic, curentul de revenire rămâne într-un strat interior subțire, iar rezistența tubului produce wați necesari pe metru.
Tehnica a fost folosită încă de la începutul anilor 1970 pentru liniile de transfer al petrolului greu, fabricile chimice, instalațiile offshore și conductele lungi îngropate, unde trasarea aburului sau cablurile de încălzire paralele ar necesita prea multe puncte de alimentare. Denumirea „efect de piele” descrie fenomenul AC în care curentul se concentrează pe suprafața unui conductor; în SECT, suprafața activă este peretele interior al tubului de căldură, astfel încât grosimea peretelui tubului și curentul sunt selectate împreună pentru a oferi o putere de căldură uniformă de-a lungul traseului.
Cum efectul pielii generează căldură
Generarea căldurii urmează patru pași: curent de alimentare, deplasare la ieșire, întoarcere pe pielea interioară a tubului și încălzire I²R care conduce în conductă.
- Un transformator de putere alimentează curent alternativ într-un conductor izolat care trece prin tubul de căldură până la capătul îndepărtat.
- La terminația finală, curentul se transferă de la conductor la tubul de oțel.
- Curentul de retur curge de-a lungul suprafeței interioare a tubului deoarece efectul de piele AC îl menține pe acel strat subțire.
- Rezistența peretelui tubului transformă curentul în căldură, iar această căldură este condusă prin peretele tubului la suprafața conductei.
La frecvența rețelei de 50–60 Hz, adâncimea efectivă a pielii în oțel carbon este de doar câțiva milimetri. Prin urmare, designul folosește un perete de tub care se potrivește cu acest strat și un nivel de curent care furnizează wați pe metru specificati. Modificarea tensiunii de alimentare modifică curentul și, prin urmare, puterea termică.
Componentăele cheie ale unui sistem de urmărire a căldurii cu efect de piele
Un sistem SECT complet conține cinci componente principale și fiecare are un efect direct asupra fiabilității și siguranței.
| Component | Funcția | Considerarea selecției |
|---|---|---|
| Tub de căldură | Sudat sau prins pe țeavă; peretele tubului este elementul de încălzire | Oțel carbon pentru servicii generale; oțel inoxidabil pentru medii corozive |
| Conductor izolat | Transportă curentul de la punctul de alimentare până la capătul final | Izolație nominală pentru tensiunea sistemului și temperatura maximă a tubului |
| Ansamblu de alimentare cu putere | Conectează alimentarea la conductor și tub | Includeți protecție la suprasarcină și o carcasă pentru zone periculoase atunci când este necesar |
| Încheiați rezilierea | Completează circuitul și etanșează capătul îndepărtat al tubului | Trebuie să reziste la pătrunderea umezelii și să permită expansiunea termică |
| Controler de temperatură | Menține conducta la punctul de referință necesar | Gama senzorului trebuie să acopere temperatura menținută și condițiile ambientale așteptate |
Pentru liniile de proces de înaltă temperatură, izolația conductorului și materialele tubului trebuie să-și mențină valorile nominale sub sarcină continuă. Seria STS-HT de la SANTO este concepută pentru acest serviciu.
Sârmă de urmărire cu efect de piele SANTO STS HT pentru linii de proces la temperatură înaltă Conceput pentru servicii la temperaturi înalte, acest fir de urmărire cu efect de piele menține izolația conductorului și materialele tubului în limitele nominale sub sarcină continuă, făcându-l potrivit pentru aplicații solicitante de urmărire a căldurii în proces. Vizualizare produs → Unde are sens trasarea căldurii cu efectul pielii
Alegeți urmărirea căldurii cu efectul pielii atunci când linia este lungă, punctele de alimentare sunt limitate și răcirea produsului nu este acceptabilă.
- Linii lungi de transport de petrol greu care trebuie să rămână fierbinți chiar și în timpul unei opriri.
- Rute îngropate sau inaccesibile în care instalarea cutiilor de joncțiune la fiecare câteva sute de metri este nepractică.
- Zone periculoase, deoarece conductorul sub tensiune este închis într-un tub de oțel etanș; numai alimentarea și terminarea de capăt au nevoie de carcase rezistente la explozie.
- Linii care transportă fluide cu vâscozitate ridicată sau care formează ceară care necesită o temperatură de curgere stabilă.
Deoarece o singură alimentare poate acoperi câțiva kilometri, sistemul de asemenea reduce rezistența și pierderile de linie în transmisia de putere pe distanțe lungi comparativ cu rularea a numeroase circuite paralele de încălzire.
Pentru liniile foarte lungi, o tensiune de alimentare mai mare scade curentul pentru aceeași putere termică și extinde distanța realizabilă între punctele de alimentare; Seria STS-HV de la SANTO este construită pentru această sarcină.
Sârmă de urmărire cu efect de piele SANTO STS HV pentru sarcină lungă la tensiune înaltă Construită pentru circuite foarte lungi, această variantă de înaltă tensiune reduce curentul pentru o anumită putere termică și extinde distanța dintre punctele de alimentare. Se potrivește instalațiilor în care sunt necesare mai puține puncte de alimentare și lungimi extinse ale liniilor. Vizualizare produs → Efectul pielii versus alte tehnologii de urmărire a căldurii
Urmărirea efectului de piele este adesea comparată cu cablurile, deoarece alegerea depinde de lungimea circuitului, puterea de căldură și numărul de puncte de alimentare.
| Tehnologia | Lungimea tipică a circuitului per alimentare | Cel mai potrivit pentru | Principalul compromis |
|---|---|---|---|
| Efectul asupra pielii (SECT) | Câțiva kilometri | Conducte lungi, petrol greu, linii îngropate sau offshore | Cost inițial mai mare; este necesar un proiect detaliat |
| Cablu autoreglabil | Aproximativ 100–150 m | Protecție împotriva înghețului conductelor, rezervoare, ramuri scurte | Multe puncte de alimentare și controale |
| Cablu de putere constantă | Aproximativ 200–500 m | Linii de proces de lungime medie | Mai multe terminații și cutii de joncțiune |
| Cablu cu izolație minerală (MI). | Aproximativ 500–1.000 m | Aplicații la temperatură înaltă și cu găuri mici | Cost ridicat; instalare calificată |
Pentru o rută lungă și dreaptă, SECT câștigă de obicei din costul total instalat, deoarece elimină zeci de puncte de alimentare, cutii de joncțiune și circuite de ramificație.
Considerații de proiectare și riscuri de achiziție
Designul începe cu un calcul al pierderii de căldură, nu cu o selecție de produs. Temperatura menținută, temperatura ambientală minimă, dimensiunea țevii, tipul și grosimea izolației, expunerea la vânt și la umezeală definesc wații pe metru necesari.
Numai după ce pierderea de căldură este cunoscută, inginerul poate dimensiona curentul, poate verifica căderea de tensiune pe întreaga lungime a circuitului și poate alege materialul tubului: oțel carbon pentru serviciul industrial normal, oțel inoxidabil în cazul în care coroziunea este o problemă.
Cele mai frecvente probleme de achiziție nu sunt legate de cablu, ci de domeniul complet.
- Domeniu incomplet: se specifică numai tubul și conductorul în timp ce se omit ansamblurile de alimentare, terminațiile de capăt, controlerele și cutiile de joncțiune.
- Certificari neverificate: carcasele pentru zone periculoase trebuie să se potrivească cu zona și grupul de gaze, nu doar cu o declarație de broșură.
- Înregistrări de testare lipsă: testele de rezistență a izolației și continuitate ar trebui să însoțească fiecare circuit livrat.
- Documentație de instalare slabă: distanța de prindere, raza de îndoire și compusul de transfer termic au un efect direct asupra duratei de viață a sistemului.
Sarcinile la temperatură medie se află între variantele de temperatură înaltă și de înaltă tensiune. Seria STS-MT de la SANTO acoperă acest domeniu de operare.
Sârmă de urmărire cu efect de piele SANTO STS MT pentru service la temperatură medie Acoperind domeniul de funcționare la temperatură medie, această variantă se potrivește sarcinilor dintre seriile de temperatură înaltă și de înaltă tensiune. Suportă linii lungi cu un singur punct de alimentare, limitat de căderea de tensiune și temperatura tubului. Vizualizare produs → Întrebări frecvente
Cât de departe poate un sistem de efect de piele încălzi o conductă?
Cu un singur punct de alimentare, câțiva kilometri sunt standard. Limita practică este stabilită de căderea de tensiune și de temperatura maximă admisă a tubului. Dacă traseul este mai lung, sistemul poate fi zonat cu puncte de alimentare suplimentare.
Este sigură urmărirea căldurii cu efectul pielii în zonele periculoase?
Da, deoarece elementul de încălzire este un tub de oțel etanș și conductorul sub tensiune nu este expus de-a lungul liniei. Alimentarea și terminarea de capăt trebuie instalate în incinte clasificate pentru zona și grupul de gaz specific.
Poate fi înlocuit un conductor defect?
În majoritatea modelelor, conductorul poate fi scos și înlocuit fără a tăia tubul de căldură de pe conductă. Acesta este un avantaj major față de elementele de încălzire sudate sau turnate.
Ce întreținere necesită un sistem cu efect de piele?
Întreținerea de rutină este testarea rezistenței izolației, inspecția vizuală a incintelor de alimentare și de terminare și verificarea punctelor de referință ale termostatului. Nu este necesară curățarea regulată sau recalibrarea tubului în sine.
Urmărirea căldurii cu efectul pielii este răspunsul cel mai practic atunci când o conductă lungă are nevoie de căldură uniformă și doriți să minimizați punctele de alimentare. Începeți proiectul cu un calcul al pierderilor de căldură, specificați sistemul complet și verificați documentația tehnică și certificările furnizorului. Pentru o revizuire a designului pe linia dvs. specifică, contactați echipa de ingineri SANTO .
