Блог

Циркуляционный стенд для испытаний системы обогрева на основе скин-эффекта

ООО «НПЦ «Самара» разрабатывает и изготавливает нестандартное испытательное и технологическое оборудование под задачи заказчика. Один из таких проектов — циркуляционный стенд для испытаний системы промышленного обогрева на основе скин-эффекта.

Заказчиком проекта выступила компания «Термон Евразия», разработчик систем обогрева «ТермоТрак».

Оборудование предназначено для проведения испытаний системы скин-обогрева в условиях, приближенных к реальной эксплуатации: с замкнутым контуром, циркуляцией теплоносителя, контролем температуры, давления, тока, напряжения и регистрацией параметров испытаний.

Задача заказчика

Перед запуском в производство систему обогрева необходимо испытать: проверить, как она нагревает контур, как распределяется температура, насколько стабильно работает в разных режимах и как ведёт себя при длительной работе.

Простого подключения системы к сети для таких испытаний недостаточно. Для полноценной проверки требуется специализированный стенд, который позволяет моделировать реальные условия эксплуатации:
— замкнутый трубопроводный контур;
— циркуляцию теплоносителя;
— нагрев и поддержание заданной температуры;
— контроль температуры в разных точках;
— измерение давления, тока и напряжения;
— архивирование результатов;
— визуализацию параметров испытаний в реальном времени.

Готового универсального оборудования для подобных испытаний на рынке нет, поскольку каждый заказчик использует собственные методики, компоненты и требования к режимам работы. Поэтому перед специалистами ООО «НПЦ «Самара» была поставлена задача разработать и изготовить специализированный циркуляционный стенд.

О системе «ТермоТрак»

Система обогрева «ТермоТрак» основана на использовании скин-эффекта.

Нагревательная трубка из углеродистой стали и изолированный проводник соединены на одном конце, а на противоположном подключены к источнику переменного напряжения. При подаче напряжения ток проходит по проводнику, а затем концентрируется на внутренней поверхности нагревательной трубки за счёт поверхностного эффекта. В результате выделяется тепло.

На внешней поверхности трубки напряжение и ток отсутствуют.

Такие системы применяются для обогрева трубопроводов, резервуаров и другого промышленного оборудования, в том числе на объектах нефтегазовой отрасли.

Особенности монтажа системы скин-обогрева

Один из ключевых факторов эффективности такой системы — правильная установка нагревательной трубки.

Важно обеспечить плотный контакт между нагревательной и обогреваемой трубой, поскольку от этого зависит эффективность теплопередачи. Сварные соединения должны выполняться качественно: дефекты шва недопустимы.

После сварки проводится проверка герметичности сжатым воздухом, а затем выполняется тест с шариком для контроля проходимости трубки.

Система сертифицирована для применения во взрывоопасных зонах. Это позволяет использовать её на объектах, где существует риск образования взрывоопасных смесей. Соответствие подтверждено сертификатами по ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах».

Температурный класс системы — от Т6 до Т2, что позволяет применять её в различных эксплуатационных условиях.

Основные требования к стенду

При проектировании циркуляционного стенда необходимо было учесть несколько принципиальных требований.

Температура и объём контура

Стенд должен работать с теплоносителем, нагретым до +90 °C, и обеспечивать циркуляцию в замкнутом контуре объёмом более 200 литров.

Универсальность

Заказчику требовалась возможность подключать разные типы нагревательных элементов и регулировать напряжение питания. Жёстко заданный режим работы не подходил: стенд должен был обеспечивать гибкость настройки под разные сценарии испытаний.

Управление и контроль параметров

В ходе испытаний необходимо было снимать данные с 12 датчиков температуры, контролировать давление, ток и напряжение, архивировать результаты и отображать параметры в реальном времени.

Безопасность

Работа с электричеством и нагретым теплоносителем требует защиты от перегрева, перегрузок по току, утечек и аварийного отключения.

Дополнительным условием заказчика была неразборная бесстыковая конструкция стенда. Это накладывало ограничения на компоновку, транспортировку и ввод оборудования в эксплуатацию.

Конструкция циркуляционного стенда

Для решения задачи специалисты ООО «НПЦ «Самара» разработали и изготовили циркуляционный стенд на колёсной раме. Оборудование можно перемещать в собранном состоянии без демонтажа узлов.

В состав стенда вошли следующие основные элементы.

Трубопроводная магистраль

Трубопроводная магистраль выполнена из стали Ст3 с антикоррозионным покрытием.

Основные параметры:
— наружный диаметр трубы — 159 мм;
— толщина стенки — 4 мм;
— полный объём контура — 216 литров.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос обеспечивает движение теплоносителя по замкнутому контуру стенда.

Нагревательный узел

Для поддержания заданной температуры теплоносителя предусмотрен нагревательный узел с ТЭНом мощностью 4 кВт.

Система подключения «ТермоТрак»

Объектом испытаний является система обогрева на основе скин-эффекта. К стенду подключается нагревательный проводник «ТермоТрак» заказчика, который работает в составе испытательного контура.

Инструментальный узел

Инструментальный узел обеспечивает контроль параметров испытаний.

В его состав входят:
— 12 термопар типа К;
— датчик давления;
— манометр;
— аварийный клапан сброса давления.

Панель трансформатора

Панель трансформатора предназначена для переключения напряжения питания нагревательного проводника. Оператор может выбрать необходимый номинал напряжения переключением штекера.

Шкаф управления

Шкаф управления включает панель оператора, систему SCADA, автоматический и ручной режимы работы, систему архивации данных и аварийную защиту.

Программное обеспечение разработано под конкретную методику испытаний заказчика.

Режимы испытаний и регистрация данных

Стенд позволяет проводить испытания при давлении до 16 бар и температуре теплоносителя до +90 °C.

Оператор может задавать и контролировать:
— температуру теплоносителя;
— время выдержки;
— давление в контуре;
— ток;
— напряжение;
— параметры работы нагревательного проводника;
— данные с 12 температурных датчиков.

Все параметры фиксируются в архиве. Предусмотрена возможность экспорта данных на USB-накопитель для дальнейшей обработки и документирования результатов испытаний.

Доставка и ввод в эксплуатацию

Из-за неразборной конструкции и значительных габаритов стенда — длина оборудования составляет более 6 метров — доставка выполнялась специализированным транспортом.

Оборудование было доставлено на площадку заказчика в собранном виде, без демонтажа и повторной сборки на месте эксплуатации.

После доставки специалисты сервисной службы ООО «НПЦ «Самара» выполнили полный комплекс пусконаладочных работ:
— настройку контроллеров;
— проверку датчиков;
— настройку системы управления;
— проверку рабочих режимов;
— запуск стенда в штатном режиме.

Результат проекта

В результате заказчик получил не просто трубопроводный контур с датчиками, а полноценный лабораторный стенд для испытаний систем скин-обогрева.

Оборудование позволяет проводить испытания в контролируемых условиях, управлять режимами работы, фиксировать параметры процесса, архивировать результаты и моделировать эксплуатационные режимы системы обогрева.

Стенд спроектирован, изготовлен, доставлен и передан заказчику в июле 2025 года.
Нестандартное испытательное оборудование под задачи заказчика

ООО «НПЦ «Самара» разрабатывает и изготавливает нестандартное испытательное, технологическое и вспомогательное промышленное оборудование под требования конкретного производства.

Мы можем разработать оборудование под вашу задачу: определить компоновку, подобрать систему управления и контроля, предусмотреть элементы безопасности, разработать программное обеспечение и подготовить оборудование к эксплуатации на площадке заказчика.
2026-08-21 09:24