판형 열교환기의 누설을 식별하기 위한 비파괴 솔루션

추적 가스를 사용한 누설 감지

어플리케이션 노트 다운로드
It leaks, but where?

열교환기는 두 가지 이상의 기체, 액체 또는 이 둘의 조합 사이의 열 전달을 용이하게 하기 위해 다양한 산업과 어플리케이션에서 사용됩니다. 발전 및 제조부터 의료 및 데이터 센터에 이르기까지 열 공정의 효율성, 안전성 및 에너지 절약을 개선합니다. 열교환기는 가정용 소형 장치부터 발전소, 화학 공장 및 정유 공장에서 사용되는 대형 산업용 장치까지 다양합니다. 열교환기의 크기와 부피는 전달되는 열의 유형, 용도 및 양에 따라 크게 달라집니다.

이 문서에서는 누설 감지가 중요한 이유와 판형 열교환기(PHE)의 누설을 효과적으로 테스트하는 방법에 대해 설명합니다.

판형 열교환기의 효율성과 안전성

부식, 열 및 기계적 스트레스, 개스킷 손상은 플레이트에 작은 균열을 일으킬 수 있는 몇 가지 조건입니다. 누설 없는 열교환기는 여러 가지 이유로 중요합니다:

  • 효율성: 누설은 열 전달 유체의 손실로 이어져 열 교환 프로세스의 전반적인 효율을 떨어뜨릴 수 있습니다. 누설 없는 시스템을 유지함으로써 운영자는 최적의 열 성능과 에너지 절약을 보장할 수 있습니다.
  • 안전: 누설은 독성 물질이나 고압 유체에 노출되는 등 심각한 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 누설 없는 열교환기는 이러한 위험을 완화하여 작업자와 환경을 보호하는 데 도움이 됩니다.
  • 비용 절감: 누설은 가동 중단과 수리에 많은 비용을 초래할 수 있습니다. 누설 없는 시스템은 유지보수 필요성과 운영 중단을 최소화합니다.
    환경 보호: 누설 감지는 환경에 해를 끼칠 수 있는 배출을 방지합니다. 이는 엄격한 규정 준수 요건이 있는 산업에서 특히 중요합니다.

기존 방법

수년 동안 열교환기의 누설을 감지하기 위해 다양한 기술이 사용되어 왔습니다.

  • 압력 감쇠: 이 방법은 열교환기에 공기를 채우고 압력을 가한 다음 시간에 따른 압력 강하를 확인하는 것입니다. 그러나 압력 감쇠는 온도 변화에 영향을 받습니다. 또한 압력 강하는 시스템의 기밀성을 나타내지만 누설의 정확한 위치를 알려주지는 않습니다. 
  • 비누 거품: 열교환기에 공기로 압력을 가한 후 비누 또는 세제 용액을 누설 가능성이 있는 부위에 도포할 수 있습니다. 누설이 있으면 일반적으로 누설 지점에 기포가 형성됩니다. 일반적으로 플랜지, 조인트, 씰 및 개스킷의 작은 누설을 감지하는 데 사용되는 이 기술은 간단하고 저렴하지만 감도가 제한되어 있어 아주 작은 누설을 감지할 수 없습니다. 
  • 수조: 공기 또는 가스로 부품에 압력을 가한 후 물탱크에 부품을 담그는 방식으로 수중 테스트를 수행합니다. 누설 부위에 나타나는 기포는 일반적으로 누설 위치를 나타냅니다. 그러나 기포의 수가 많으면 누설 위치를 정확하게 파악하기 어려운 경우가 많습니다. 수조에서는 작업자의 눈에 보이지 않는 부분을 포함하여 부품의 모든 표면에 육안으로 접근할 수 있어야 합니다.

이러한 기술은 감도가 제한적이고 나중에 열교환기를 종료하고 건조해야 하기 때문에 운영 체제 또는 프로세스 내에서 사용되는 크고 복잡한 시스템이나 열교환기에는 적합하지 않습니다. 

인피콘의 솔루션

비파괴적이고 더 민감한 누설 감지 방법은 추적 가스를 사용한 누설 감지입니다. 이 프로세스에는 포밍 가스(질소 중 5% 수소) 또는 헬륨을 추적 가스로 사용하는 것이 포함됩니다. 열교환기의 크기, 필요한 처리량 및 누설률 요구 사항에 따라 축적 테스트와 진공 테스트가 적합한 대안이 될 수 있습니다.

 누적 방법진공 누설 테스트
누설율 요구 사항방수, 내유성냉매 밀폐
처리량낮음에서 중간중간에서 높음
부품 크기소형중간
accumulation leak test
Sentrac and AP29 for accumulation cropped_filter

어큐뮬레이션 방법

처리량이 적거나 중간 정도인 물/오일 누설을 테스트해야 하는 중소형 열교환기의 경우, 축적 챔버에서의 누설 감지(축적 테스트)는 매우 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다.

테스트는 작동 압력에서 포밍 가스로 열교환기에 압력을 가하고 챔버에 넣는 것으로 시작됩니다. 챔버 내부에 배치된 팬은 누설 위치에 관계없이 균일한 농도를 보장합니다. 물체에서 누설되는 모든 성형 가스는 챔버 내에 남아 있습니다.

인피콘의 솔루션은 듀얼 프로브 연결이 기본으로 제공되는  Sentrac 수소 누설 감지기 및 AP29ECO 샘플링 프로브로 구성됩니다. Sentrac 누설 감지기에 의해 제어되는 AP29ECO는 챔버에서 샘플을 채취하고 가스 농도를 분석하기 전에 일정 시간(축적 시간)을 허용합니다. 농도가 설정된 리젝트 레벨을 초과하면 Sentrac 누설 감지기가 오디오 및 시각적 경보 신호를 보냅니다. 그러면 부품에 압력이 유지된 상태에서 통합 테스트 직후에 Sentrac 리크 감지기에 동시에 연결된 스니퍼 핸드 프로브를 사용하여 리크를 정확히 찾아냅니다.

locating leak on small heat exchanger
leak locating on small heat exchanger

매우 빠른 누설 테스트의 경우, 극소량의 누설이 예상되거나 헬륨과 포밍 가스 모두에 대한 누설 감지기가 필요한 모든 상황에서 LDS3000 AQ 누설 감지기는 가장 높은 감도를 제공합니다. 판형 열교환기는 추적 가스로 채워져 어큐뮬레이션 챔버에 배치됩니다. LDS3000 AQ는 챔버 내 추적 가스 레벨의 증가 속도를 측정하고 너무 빨리 상승하면 작업자에게 경고합니다.

진공 누설 테스트

중간에서 높은 처리량으로 테스트해야 하는 대형 열교환기 또는 냉매 누설을 테스트해야 하는 부품의 경우 진공 챔버에서 헬륨을 사용한 누설 테스트가 선호되는 솔루션입니다. 이 테스트 절차에서는 진공 펌프가 챔버에 진공을 생성하기 전에 열교환기를 헬륨으로 채웁니다. 누설이 발생하면  LDS3000 헬륨 누설 감지기가 열교환기에서 빠져나가는 헬륨 가스를 감지하여 경보 신호를 보냅니다. 

어큐뮬레이션 누설 테스트에 관심이 있으신가요?

동영상을 보거나 어큐뮬레이션 누설 테스트 솔루션 확인해 보세요! 

누적 누출 테스트

유니티 제품 및 어플리케이션에 대해 더 자세히 알고 싶으신가요?

뉴스레터에서는 최신 제품, 어플리케이션, 예정된 이벤트 및 기타 흥미로운 소식에 대한 정기적인 업데이트를 제공합니다.

뉴스레터 구독하기
비디오 콘텐츠에 대한 동의가 필요합니다
자세한 정보