Често срещани причини за течове в пластинчатите топлообменници

От всички визуални наблюдения в машинното отделение протичането, капенето или пръскането от ПТР (пластинчат топлообменник) е може би най-тревожното. Не само че губите течност, но и всяка течност представлява неприемливо нарушение между две основни системи – обикновено между системата за охлаждане на двигателя и системата за сурова вода или между системата за смазочно масло и системата за охлаждане на двигателя. Незабелязана или лошо управляема точкова течност може бързо да доведе до съвместно замърсяване, което води до емулгирани смазочни масла, корозия на компоненти на блока на двигателя или дори пълен отказ на системата за охлаждане с джакетна вода. През последните 22 години SME Group е извършила над 500 морски сервизни и модернизационни проекта всяка година, а техническите ни експерти са установили стотици течности от ПТР на всички типове съдове, като причините се свеждат приблизително до дузина често срещани коренови причини. По-долу изложената статия разглежда най-честите причини и ви дава съвети как да намалите вероятността ПТР-ът ви да започне да течи.

Деградация на уплътненията: остаряване, овтвърдяване и изместване

Уплътнителите са основните елементи за уплътняване на ПТР и представляват най-слабото звено. С течение на времето и при високи температури, корозивна хлорирана морска вода и циклични компресии еластомерният материал губи способността си да се възстановява след компресионна деформация. Уплътнител от нитрил (NBR), използван при охладители на масло, става крехък при непрекъснато излагане на температури над 90°C и не може да се адаптира към повърхностни неравности. Уплътнител от EPDM е подходящ за страната на морската вода, но може да набъбне или да се размекне (което води до изтласкване през пролуките между плочите) при замърсяване с маслено мъгливо или грес. Изтласкването е особено сериозен проблем, тъй като деформацията представлява тънка ръбеста част от материала, която постоянно променя профила на уплътнителя — веднъж изтласкан, уплътнител от EPDM никога повече няма да осигурява уплътняне, дори при повторно затегане. В SME често установяваме, че нашите техници за поддръжка премахват уплътнители, които са на възраст до пет години и са загубили повече от 30 % от способността си за възстановяване след компресионна деформация (независимо от външния им вид). Предпочитаме проактивен график за подмяна, свързан с общото работно време и предишното термично излагане на уплътнителя, а не реактивен график за подмяна, когато ПТР започне да тече и производителността й сериозно намалее. Датата на инсталиране и термичните цикли (последователности „старт-спряне“), които уплътнителят е изпитал, дават далеч по-точна оценка на полезния му живот в сравнение с изключително календарна справка.

Неправилно въртящ момент при сглобяване и неравномерно компресиране

Една ПХЕ е прециозно механично оборудване, а не просто тръбопроводна система, която изисква прилагане на въртящ момент до крайност. Една от най-често срещаните причини за течове при сервизно обслужване в малки и средни предприятия е свързана с начина, по който са затегнати връзочните болтове при повторната сглобка след почистване или разглобяване за инспекция. Всяка рамка има точно определен размер на компресия – често зададен като общата дебелина на уплътнителната лента и плочите, който трябва да бъде постигнат равномерно по цялата повърхност на плочите чрез прилагане на въртящ момент по диагонален модел. Прекомерното затягане води до разрушаване и компресия на уплътнителната лента, повреда на изключително тънките релефни плочи (често само 0,5–0,6 mm дебели) и напрежение върху гредата през лагерите на рамката. Недостатъчното затягане означава недостатъчно налягане върху уплътнителната лента, което позволява преминаване на работна среда през отделните канали и течове от страничните части; още по-критично е едностранното затягане, което предизвиква изкривяване на плочите и образуване на микроскопични зазори, които се увеличават допълнително при термично разширение. Когато препоръчваме въртящ момент, препоръчваме неговото калибрирано прилагане по кръстосан/звезден модел при всички етапи на сглобяване, като минимум три стъпки до достигане на зададената дължина на компресия, и измерване на дължината на уплътнителната сгъвка преди и след прилагане на въртящ момент (ако тази стойност се различава с повече от 2 mm от спецификацията на табелката, препоръчваме да се спре процесът и да се преоцени сгъвката на плочите за евентуално замърсяване между плочите или деформирани плочи в точката на замърсяване).

Корозия с образуване на дупки по повърхността на плочата

Въпреки че съвременните морски ПТР (пластинчати топлообменници), изработени от титан или неръждаема стомана марка 316L, не са напълно устойчиви към локална корозия. Питингът, характеризиращ се с малки, дълбоки дупки по повърхността на пластините, обикновено започва в канавката за уплътнение или в зоните на застой, образувани от разпределителната зона на потока. Две основни причини за питинга са агресивните концентрации на хлориди (характерни за морска вода в тропически климат или за блатна вода) и ниската скорост на течността, тъй като при достатъчно ниска скорост на потока се образува утайка, която може да създаде концентрационен елемент под себе си. Веднъж когато питингът пробие цялата дебелина на плочата, границата между двата течни потока изчезва и настъпва както вътрешно (смесване), така и външно изтичане. В SME установихме, че питингът често се диагностицира погрешно като повреда на уплътнението, което води до ненужни рутинни замени на уплътненията без отстраняване на основната причина. Ранното откриване на питинг включва извършване на тест с проникващ боен материал върху пластините по време на ръчно поддръжка, особено върху повърхността за топлообмен около входните отвори. Освен това никога не позволявайте скоростта на морската вода през ПТР да падне под 1,5 м/с, за да се предотврати утаяване. Ако вашето съдно работи предимно при ниска товарна мощност, имайте предвид възможността за байпас или рециркулационна линия, за да се поддържа скоростта на потока над този праг.

Неправилно подравняване на плочата и изместване на уплътнението по време на повторна сглобка

Още по-сериозен проблем — и без съмнение по-лесен за избягване — е изтичането, причинено от неправилно сглобяване на агрегата. Пластините имат определена правилна ориентация (с уплътнителни пръстени по предната/задната страна по редуващ се начин) и трябва да се монтират в стека в точно определена последователност. Ако някоя пластина е обърната наопаки или, много по-често, е поставена обратно (с уплътнителния пръстен на грешната страна), течностните канали на съседните пластини няма да са подравнени и уплътнителният пръстен няма да може да осигури истинско метал-към-метал съединение със съседната пластина. В много случаи това не само води до незабавно вътрешно заобикаляне, но ако съседната пластина се доближи достатъчно, ще възникне изтичане от най-отдалечения ъгъл на уплътнителния пръстен към външния въздух. Най-накрая, по време на добавянето на следващите пластини към стека е изключително лесно уплътнителният пръстен просто да се измести нагоре и да излезе от паза си (особено ако в него все още има стар адхезив или други остатъци). Дори изместване с 2–3 мм е достатъчно, за да направи уплътнителния пръстен неефективен, което води както до вътрешно заобикаляне, така и до потенциално външно изтичане. Затова в работилницата на SME всяка пластина се почиства внимателно, пазът за уплътнителния пръстен се инспектира под увеличение, а всеки уплътнителен пръстен се леко почука на място (с мек молив) преди монтирането на съседната пластина. Постоянна стрелка, показваща горната и долната част на стека, позволява на инженерния ни екип визуално да проверява дали пластините са поставени в правилната ориентация.

Заключение: Бдителността е най-доброто уплътнение

Това не е въпрос дали или кога твоят пластинчат топлообменник ще започне да тече, а по-скоро въпрос за кога ще имаш пълен контрол върху процеса. Чрез последователното прилагане на планиран подход за управление на стареенето на уплътнителите, използването на правилните процедури за затегане, внимателната инспекция на материала за признаци на умора и механични напрежения, както и най-накрая – изключително внимателна и прецизна повторна сглобка, можеш да удължиш експлоатационния живот на твоя PHE с десетилетия и да избегнеш скъпи замърсявания и спешни аварийни повиквания. В SME Group разполагаме с повече от 100 инженери и работим в рамките на стандарти ISO9001, ISO14001 и ISO45001; предлагаме услуги за вашите съдове на борда, включващи комплексни инспекции, доставка на резервни части и пълни ремонтни работи в корабостроителници по целия свят – включително и в континентален Китай. Гаранцията от 12 месеца е показател за нашите стандарти, а философията ни „целта ни надхвърля вашите грижи“ означава, че оставаме доволни едва когато всяко уплътнение е видяно, всяка следа от износване е записана и всеки потенциален път на течност е идентифициран.