การติดตามความร้อนที่ส่งผลต่อผิวหนังทำงานอย่างไร คู่มือวิศวกรรมเชิงปฏิบัติสำหรับท่อ

การติดตามความร้อนที่ผลกระทบต่อผิวหนังทำงานโดยการใช้กระแสสลับ (AC) กับตัวนำฉนวนที่ทำงานภายในท่อเหล็กเฟอร์โรแมกเนติกที่ติดอยู่กับท่อ กระแสไฟไหลกลับมุ่งไปที่ผนังด้านในของท่อเนื่องจากผลกระทบของผิวไฟฟ้ากระแสสลับ และความต้านทานของท่อจะเปลี่ยนกระแสนั้นให้เป็นความร้อน ความร้อนจะไหลผ่านผนังท่อและทำให้พื้นผิวท่ออุ่นขึ้น ซึ่งเป็นสาเหตุที่ระบบสามารถรักษาอุณหภูมิตลอดแนวท่อหลายกิโลเมตรจากจุดป้อนพลังงานจุดเดียว

การติดตามความร้อนที่ผิวหนังคืออะไร?

การติดตามความร้อนที่มีผลกระทบต่อผิวหนัง (SECT) เป็นวิธีทำความร้อนไฟฟ้าแบบอนุกรม โดยตัวท่อเหล็กเองไม่ใช่สายเคเบิลทำความร้อน เป็นองค์ประกอบความร้อน หม้อแปลงไฟฟ้าจะป้อนกระแสเข้าไปในตัวนำหุ้มฉนวนภายในท่อ และที่ปลายสุด กระแสจะถ่ายโอนไปยังท่อและกลับสู่แหล่งจ่ายกำลัง เนื่องจากท่อเป็นแบบเฟอร์โรแมกเนติก กระแสไฟที่ไหลกลับจึงยังคงอยู่ในชั้นในบางๆ และความต้านทานของท่อจะทำให้เกิดวัตต์ต่อเมตรที่ต้องการ

เทคนิคนี้ถูกนำมาใช้ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1970 สำหรับสายส่งน้ำมันหนัก โรงงานเคมี สิ่งอำนวยความสะดวกนอกชายฝั่ง และท่อฝังยาวที่ฝังไว้ ซึ่งการติดตามไอน้ำหรือสายเคเบิลเครื่องทำความร้อนแบบขนานจะต้องมีจุดจ่ายมากเกินไป ชื่อ "เอฟเฟกต์ผิวหนัง" อธิบายถึงปรากฏการณ์ AC ซึ่งกระแสมุ่งไปที่พื้นผิวของตัวนำ ใน SECT พื้นผิวที่ใช้งานคือผนังด้านในของท่อความร้อน ดังนั้นความหนาของผนังท่อและกระแสไฟฟ้าจะถูกเลือกร่วมกันเพื่อให้ความร้อนที่สม่ำเสมอตลอดเส้นทาง

ผลกระทบของผิวหนังทำให้เกิดความร้อนได้อย่างไร

การสร้างความร้อนมีสี่ขั้นตอนดังนี้: กระแสป้อน, การเดินทางขาออก, การคืนสู่ผิวด้านในของท่อ และการให้ความร้อน I²R ที่นำเข้าสู่ท่อ

1. หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังป้อนกระแสสลับเข้าไปในตัวนำฉนวนที่ไหลผ่านท่อความร้อนไปจนสุดปลาย
2. เมื่อสิ้นสุดจุดสิ้นสุด กระแสไฟฟ้าจะถ่ายโอนจากตัวนำไปยังท่อเหล็ก
3. กระแสไหลย้อนกลับจะไหลไปตามพื้นผิวด้านในของท่อเนื่องจากเอฟเฟกต์สกิน AC จะคงอยู่บนชั้นบางๆ นั้น
4. ความต้านทานของผนังท่อจะแปลงกระแสให้เป็นความร้อน และความร้อนนี้จะนำผ่านผนังท่อไปยังพื้นผิวท่อ

ที่ความถี่หลัก 50–60 Hz ความลึกของผิวหนังที่มีประสิทธิภาพในเหล็กกล้าคาร์บอนจะอยู่ที่เพียงไม่กี่มิลลิเมตร การออกแบบจึงใช้ผนังท่อที่ตรงกับชั้นนี้และระดับกระแสที่ให้วัตต์ต่อเมตรที่ระบุ การเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าป้อนจะเปลี่ยนกระแสและความร้อนที่ส่งออกไป

ส่วนประกอบสำคัญของระบบติดตามความร้อนที่ส่งผลต่อผิวหนัง

ระบบ SECT ที่สมบูรณ์ประกอบด้วยองค์ประกอบหลักห้าส่วน และแต่ละองค์ประกอบมีผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือและความปลอดภัย

สำหรับสายการผลิตที่มีอุณหภูมิสูง ฉนวนตัวนำและวัสดุท่อจะต้องคงพิกัดไว้ภายใต้ภาระที่ต่อเนื่อง ซีรีส์ STS-HT ของ SANTO ได้รับการออกแบบมาสำหรับบริการนี้

ลวดติดตามผลผิวหนัง SANTO STS HT สำหรับสายการผลิตที่มีอุณหภูมิสูง ออกแบบมาเพื่อการใช้งานที่อุณหภูมิสูง ลวดติดตามผลกระทบต่อผิวหนังนี้ช่วยรักษาฉนวนตัวนำและวัสดุท่อให้อยู่ในพิกัดภายใต้ภาระที่ต่อเนื่อง ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานติดตามความร้อนในกระบวนการที่มีความต้องการสูง ดูผลิตภัณฑ์ →

ในกรณีที่การติดตามความร้อนที่ส่งผลต่อผิวหนังสมเหตุสมผล

เลือกการติดตามความร้อนที่ผลกระทบต่อผิวหนังเมื่อเส้นยาว จุดจ่ายมีจำกัด และไม่ยอมรับการระบายความร้อนของผลิตภัณฑ์

• สายส่งน้ำมันหนักขนาดยาวที่ต้องคงความร้อนแม้ในระหว่างการปิดเครื่อง
• เส้นทางที่ถูกฝังหรือไม่สามารถเข้าถึงได้ ซึ่งการติดตั้งกล่องรวมสัญญาณทุกๆ สองสามร้อยเมตรนั้นไม่สามารถทำได้
• พื้นที่อันตราย เนื่องจากตัวนำไฟฟ้ามีกระแสไฟฟ้าอยู่ในท่อเหล็กปิดสนิท เฉพาะฟีดและการสิ้นสุดปลายทางเท่านั้นที่จำเป็นต้องมีตัวเรือนที่ป้องกันการระเบิด
• ท่อส่งของเหลวที่มีความหนืดสูงหรือขึ้นรูปขี้ผึ้งซึ่งต้องการอุณหภูมิการไหลที่มั่นคง

เนื่องจากการป้อนครั้งเดียวสามารถครอบคลุมระยะทางหลายกิโลเมตร ระบบจึงทำเช่นเดียวกัน ช่วยลดความต้านทานและการสูญเสียสายในการส่งกำลังทางไกล เมื่อเทียบกับการใช้วงจรทำความร้อนแบบขนานหลายวงจร

สำหรับเส้นที่ยาวมาก แรงดันไฟฟ้าป้อนที่สูงขึ้นจะลดกระแสสำหรับเอาต์พุตความร้อนเท่ากัน และขยายระยะห่างระหว่างจุดป้อนได้ ซีรีส์ STS-HV ของ SANTO ถูกสร้างขึ้นเพื่อหน้าที่นั้น

SANTO STS HV Skin-Effect Tracing Wire สำหรับงานไฟฟ้าแรงสูงแบบสายยาว สร้างขึ้นสำหรับวงจรที่ยาวมาก รุ่นแรงดันไฟฟ้าสูงนี้จะลดกระแสสำหรับเอาต์พุตความร้อนที่กำหนด และขยายระยะห่างระหว่างจุดป้อน เหมาะกับการติดตั้งที่ต้องการจุดจ่ายไฟน้อยลงและมีความยาวสายเพิ่มขึ้น ดูผลิตภัณฑ์ →

ผลกระทบของผิวหนังเทียบกับเทคโนโลยีติดตามความร้อนอื่นๆ

การติดตามผลกระทบของผิวหนังมักถูกเปรียบเทียบกับสายเคเบิล เนื่องจากตัวเลือกขึ้นอยู่กับความยาวของวงจร ความร้อนเอาท์พุต และจำนวนจุดป้อน

สำหรับเส้นทางตรงยาวเส้นหนึ่ง SECT มักจะชนะด้วยต้นทุนการติดตั้งทั้งหมด เนื่องจากจะขจัดจุดป้อน กล่องรวมสัญญาณ และวงจรย่อยหลายสิบจุด

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบและความเสี่ยงในการจัดซื้อจัดจ้าง

การออกแบบเริ่มต้นด้วยการคำนวณการสูญเสียความร้อน ไม่ใช่การเลือกผลิตภัณฑ์ อุณหภูมิที่คงไว้ อุณหภูมิโดยรอบต่ำสุด ขนาดท่อ ประเภทและความหนาของฉนวน ลม และความชื้น ทั้งหมดนี้เป็นตัวกำหนดวัตต์ต่อเมตรที่ต้องการ

หลังจากทราบการสูญเสียความร้อนแล้วเท่านั้น วิศวกรจึงจะปรับขนาดกระแส ตรวจสอบแรงดันตกคร่อมความยาวเต็มวงจร และเลือกวัสดุท่อ: เหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับงานอุตสาหกรรมทั่วไป เหล็กกล้าไร้สนิมที่มีปัญหาการกัดกร่อน

ปัญหาการจัดซื้อจัดจ้างที่พบบ่อยที่สุดไม่ได้เกี่ยวกับสายเคเบิล แต่เกี่ยวกับขอบเขตทั้งหมด

• ขอบเขตที่ไม่สมบูรณ์: ระบุเฉพาะท่อและตัวนำ โดยละเว้นชุดป้อน ปลายปลาย ตัวควบคุม และกล่องรวมสัญญาณ
• การรับรองที่ไม่ได้รับการยืนยัน: พื้นที่อันตรายจะต้องตรงกับโซนและกลุ่มก๊าซ ไม่ใช่เพียงการเคลมโบรชัวร์
• บันทึกการทดสอบที่ขาดหายไป: การทดสอบความต้านทานของฉนวนและความต่อเนื่องควรมาพร้อมกับทุกวงจรที่จัดส่ง
• เอกสารการติดตั้งที่ไม่ดี: ระยะห่างในการจับยึด รัศมีการโค้งงอ และสารประกอบการถ่ายเทความร้อน มีผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานของระบบ

หน้าที่อุณหภูมิปานกลางอยู่ระหว่างตัวแปรอุณหภูมิสูงและแรงดันไฟฟ้าสูง ซีรีส์ STS-MT ของ SANTO ครอบคลุมช่วงการทำงานดังกล่าว

SANTO STS MT Skin-Effect Tracing Wire สำหรับบริการที่อุณหภูมิปานกลาง ตัวแปรนี้ครอบคลุมช่วงการทำงานที่อุณหภูมิปานกลาง เหมาะกับงานระหว่างซีรีส์อุณหภูมิสูงและแรงดันสูง รองรับสายยาวด้วยจุดป้อนเดียว ซึ่งถูกจำกัดด้วยแรงดันตกคร่อมและอุณหภูมิท่อ ดูผลิตภัณฑ์ →

คำถามที่พบบ่อย

ระบบเอฟเฟกต์สกินหนึ่งสามารถให้ความร้อนกับไปป์ไลน์ได้ไกลแค่ไหน?

ด้วยจุดป้อนเพียงจุดเดียว ระยะทางหลายกิโลเมตรจึงเป็นมาตรฐาน ขีดจำกัดในทางปฏิบัติถูกกำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าตกและอุณหภูมิท่อสูงสุดที่อนุญาต หากเส้นทางยาวกว่า ระบบสามารถจัดโซนด้วยจุดป้อนเพิ่มเติมได้

การติดตามความร้อนที่ส่งผลต่อผิวหนังปลอดภัยในพื้นที่อันตรายหรือไม่?

ใช่ เนื่องจากองค์ประกอบความร้อนเป็นท่อเหล็กปิดผนึก และตัวนำที่มีไฟฟ้าไม่ได้ถูกเปิดเผยตามแนวเส้น ต้องติดตั้งตัวป้อนกำลังและส่วนปลายในเปลือกหุ้มที่กำหนดสำหรับโซนและกลุ่มก๊าซเฉพาะ

สามารถเปลี่ยนตัวนำที่เสียได้หรือไม่?

ในการออกแบบส่วนใหญ่ ตัวนำสามารถดึงออกและเปลี่ยนได้โดยไม่ต้องตัดท่อความร้อนออกจากท่อ นี่เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือองค์ประกอบความร้อนแบบเชื่อมหรือแบบหล่อ

Skin Effect System ต้องการการบำรุงรักษาอะไรบ้าง?

การบำรุงรักษาตามปกติคือการทดสอบความต้านทานฉนวน การตรวจสอบฟีดและกล่องหุ้มปลายสายด้วยสายตา และการตรวจสอบค่าที่ตั้งไว้ของเทอร์โมสตัท ไม่จำเป็นต้องทำความสะอาดหรือปรับเทียบตัวท่อใหม่เป็นประจำ

การติดตามความร้อนที่ผลกระทบต่อผิวหนังเป็นคำตอบที่เป็นประโยชน์มากที่สุดเมื่อท่อส่งยาวต้องการความร้อนสม่ำเสมอ และคุณต้องการลดจุดจ่ายไฟให้เหลือน้อยที่สุด เริ่มต้นโครงการด้วยการคำนวณการสูญเสียความร้อน ระบุระบบที่สมบูรณ์ และตรวจสอบเอกสารทางเทคนิคและการรับรองของซัพพลายเออร์ หากต้องการตรวจสอบการออกแบบในสายงานเฉพาะของคุณ ติดต่อทีมวิศวกรของ SANTO .