Care sunt defecțiunile comune ale unui schimbător de căldură cu carcasă și tub din oțel?

Hei acolo! În calitate de furnizor de schimbătoare de căldură cu carcasă și tuburi de oțel, am văzut o parte echitabilă de probleme cu aceste dispozitive ingenioase. În acest blog, voi vorbi despre unele dintre defecțiunile comune pe care le-ați putea întâlni cu un schimbător de căldură cu carcasă și tub din oțel.

1. Murdărie

Murdărirea este una dintre cele mai răspândite probleme la schimbătoarele de căldură cu carcasă și tub. Se întâmplă atunci când pe suprafețele de transfer de căldură se acumulează materiale nedorite. Aceasta poate fi orice, de la murdărie, calcar și produse de coroziune până la creșterea biologică.

Să începem cu scara. Calm se formează atunci când mineralele dizolvate în fluid, cum ar fi calciul și magneziul, precipită și se lipesc de pereții tubului. Acționează ca un izolator, reducând eficiența transferului de căldură în mare măsură. De exemplu, dacă utilizați apă dură în schimbătorul de căldură, conținutul ridicat de minerale poate duce la formarea rapidă a depunerilor.

Murdăria biologică este o altă durere de cap. Atunci când fluidul conține materie organică și condițiile sunt potrivite (temperaturi calde și nutrienți suficienti), bacteriile, algele și alte microorganisme pot crește pe suprafețe. Acest lucru nu numai că reduce transferul de căldură, dar poate provoca și coroziune în timp.

Și apoi există murdărire cu particule. Praful, nisipul și alte particule solide transportate de fluid se pot acumula pe suprafețele de transfer de căldură. Acest lucru este obișnuit în special în mediile industriale în care fluidul poate fi expus la mulți contaminanți.

2. Coroziunea

Coroziunea este o preocupare majoră pentru schimbătoarele de căldură cu carcasă și tuburi din oțel. Oțelul, deși puternic, este susceptibil la coroziune în anumite condiții.

Un tip de coroziune este coroziunea uniformă. Acest lucru se întâmplă atunci când întreaga suprafață a oțelului este atacată cu o rată relativ constantă. Este de obicei cauzată de expunerea la fluide corozive, cum ar fi soluțiile acide sau alcaline. De exemplu, dacă utilizați un schimbător de căldură pentru a răci un proces chimic care implică produse secundare acide, oțelul poate începe să se corodeze uniform.

Coroziunea prin pitting este mai localizată. Pe suprafața oțelului se formează gropi mici, care în cele din urmă pot duce la perforarea tubului. Ionii de clorură din fluid sunt un vinovat obișnuit pentru coroziunea prin pitting. Chiar și o cantitate mică de clorură poate iniția procesul de pitting și, odată ce începe, se poate răspândi rapid.

O altă formă este fisurarea prin coroziune. Acest lucru se întâmplă atunci când oțelul este supus stresului (fie stres rezidual de la fabricație, fie stres operațional) și este expus la un mediu coroziv. Combinația de stres și coroziune poate provoca formarea și propagarea fisurilor, ceea ce poate fi extrem de periculos deoarece poate duce la defectarea bruscă a schimbătorului de căldură.

3. Scurgerea tubului

Scurgerea tubului este o defecțiune gravă care poate perturba funcționarea schimbătorului de căldură. Există mai multe motive pentru care tuburile pot curge.

Un motiv este deteriorarea mecanică. În timpul instalării sau întreținerii, tuburile pot fi deteriorate accidental. De exemplu, dacă tuburile sunt manipulate greșit în timp ce sunt introduse în foaia tubulară, acestea se pot zgâria sau se pot zgâria. În timp, aceste daune pot duce la scurgeri.

Coroziunea, așa cum am menționat mai devreme, poate provoca, de asemenea, scurgeri din tub. Odată ce coroziunea a consumat peretele tubului, fluidul poate începe să se scurgă din partea tubului spre partea carcasei sau invers.

Vibrația este un alt factor. Dacă schimbătorul de căldură este supus la vibrații excesive, tuburile se pot freca unele de altele sau de placa tubulară. Acest lucru poate uza pereții tubului și în cele din urmă poate provoca scurgeri.

4. Transfer inadecvat de căldură

Uneori, schimbătorul de căldură pur și simplu nu transferă căldura atât de eficient pe cât ar trebui. Există câteva motive pentru aceasta.

În primul rând, așa cum am vorbit despre murdărire, acumularea de depuneri pe suprafețele de transfer de căldură reduce coeficientul de transfer de căldură. Cu cât stratul de murdărie este mai gros, cu atât mai puțină căldură poate fi transferată între cele două fluide.

Debitul fluidelor joacă, de asemenea, un rol crucial. Dacă debitul este prea mic, transferul de căldură va fi ineficient. Acest lucru se datorează faptului că fluidul petrece prea mult timp în schimbătorul de căldură, iar diferența de temperatură dintre cele două fluide scade, reducând forța motrice pentru transferul de căldură. Pe de altă parte, dacă debitul este prea mare, poate provoca o scădere excesivă a presiunii și poate să nu lase suficient timp pentru un schimb adecvat de căldură.

Designul schimbătorului de căldură poate fi, de asemenea, un factor. Dacă numărul de tuburi, diametrul tubului sau dimensiunea carcasei nu sunt dimensionate corespunzător pentru aplicație, performanța transferului de căldură va fi afectată.

5. Probleme cu căderea presiunii

Căderea de presiune este scăderea presiunii care are loc pe măsură ce fluidul curge prin schimbătorul de căldură. O cădere excesivă de presiune poate fi o problemă.

O cauză a căderii mari de presiune este murdăria. Formarea depunerilor pe suprafețe limitează curgerea fluidului, crescând rezistența și, astfel, căderea de presiune.

Un alt motiv este proiectarea incorectă a căii de curgere. Dacă fluidul trebuie să facă prea multe ture sau să treacă printr-un pasaj foarte îngust în interiorul schimbătorului de căldură, scăderea de presiune va fi mare.

De asemenea, dacă tuburile sunt blocate sau parțial blocate, de exemplu, din cauza produselor de coroziune sau a resturilor, scăderea de presiune va crește semnificativ.

Soluții și prevenire

Pentru a face față acestor defecțiuni, există mai multe lucruri pe care le puteți face.

Pentru murdărire, curățarea regulată este esențială. Puteți folosi agenți de curățare chimici pentru a îndepărta depunerile și creșterea biologică. Metodele de curățare mecanică, cum ar fi periajul sau jetul de apă la presiune înaltă, pot fi utilizate pentru a îndepărta murdăria cu particule.

Pentru a preveni coroziunea, puteți utiliza acoperiri rezistente la coroziune pe suprafețele din oțel. Protecția catodă este o altă opțiune, în care un anod de sacrificiu este utilizat pentru a proteja oțelul de coroziune.

Pentru scurgerile din tub, instalarea și întreținerea corespunzătoare sunt esențiale. Asigurați-vă că tuburile sunt manipulate cu atenție în timpul instalării și inspectați regulat tuburile pentru semne de deteriorare sau coroziune.

Pentru a îmbunătăți transferul de căldură, mențineți debitele adecvate și mențineți curate suprafețele de transfer de căldură. Iar pentru problemele legate de căderea presiunii, asigurați-vă că schimbătorul de căldură este proiectat corect și curățați sistemul în mod regulat pentru a preveni blocajele.

Ofertele noastre

La compania noastră, înțelegem prea bine aceste defecțiuni comune. De aceea oferim calitate superioarăSchimbător de căldură din carbură de siliciu și tub,Schimbător de căldură de gaz la lichid și tub, șiTub din oțel inoxidabil pentru schimbător de căldură. Schimbătoarele noastre de căldură sunt proiectate cu cea mai recentă tehnologie pentru a minimiza aceste defecțiuni și pentru a oferi performanțe eficiente și fiabile.

Dacă sunteți în căutarea unui schimbător de căldură cu carcasă și tub sau aveți nevoie de sfaturi pentru a rezolva defecțiunile celui existent, nu ezitați să contactați. Suntem aici pentru a vă ajuta să găsiți cea mai bună soluție pentru nevoile dvs.

Referințe

1. Incropera, FP și DeWitt, DP (2002). Fundamentele transferului de căldură și masă. John Wiley & Sons.
2. Green, DW și Perry, RH (2007). Manualul inginerilor chimiști al lui Perry. McGraw - Hill.