Как да изберете подходящия материал за уплътнителни пръстени за плочови топлообменници

Скромният пластинчат топлообменник (PHE) е станал индустриален стандарт за ефективно термично управление – не само в морски и океански приложения, но и в широк спектър от промишлени процеси. Ефективността и надеждността му обаче зависят от един непознат герой – уплътнителната прокладка. Именно тя осигурява ефективността и надеждността на PHE. Изборът на неподходящо еластомерно решение води до преждевременно повреждане, скъпо стоеше, нежелана кръстосана контаминация и, в крайна сметка, финансови санкции. На базата на повече от 20-годишен опит и над 500 проекта за модернизация и поддръжка всяка година в различни индустрии SME знае, че правилният избор се основава на наука, а не на изкуство. Това ръководство ще разгледа ключовите фактори, необходими за избора на подходящо и дълготрайно решение.

Разбиране на работната среда: температура и налягане

Първият и вероятно най-критичният фактор при избора на уплътнител е термичният и механичният режим на работа. Тъй като всеки еластомер има ограничена „използваема“ температурна област, при която времето, прекарано при крайните високи и ниски температури, води до забавяне на скоростта на стареене, възниква компресионна деформация, която предизвиква течове.

Ниски температури (под 0 °C) : Стандартният нитрил-бутадиенов каучук (NBR) става изключително крехък при тези температури; за такива условия се препоръчва етилен-пропилен-диенов мономер (EPDM) или специални марки за ниски температури.

Стандартни морски температури (-15 °C до 120 °C): NBR работи добре като обикновен, евтин и надежден материал за системи за охладителна вода и смазъчно масло.

Високи температури (над 130 °C): Тук ще намерите приложения за EPDM (вода/пара) или флуоровъглерод (FKM/Viton). Имайте предвид, че налягането е обратно пропорционално на температурата, така че при повишаване на температурата максималното работно налягане трябва да намалее. В SME проверяваме това, като съпоставяме данните от нашия асортимент материали с възникващия у вас пиков напор, за да гарантираме, че няма проблеми с налягането относно необходимата компресионна сила.

Химическа съвместимост: правилото „Съвпадение със средата“

Приложението, в което течността протича през вашия PHE, определя съвместимостта на материала, който ще ви е необходим. Тъй като могат да предизвикат прекомерно подуване, овтвърдяване или образуване на мехури в материала на уплътнението, неспазването на това изискване води до катастрофален отказ на уплътнението! Класифицираме течностите общо в 3 групи; информацията, предоставена за тях, се отнася до течности, които показват добро поведение при посочените по-долу конфигурации на материали.

Масла, въглеводороди и горива: Най-подходящият избор за тежко горивно масло, смазъчни масла и хидравлични течности е NBR , който проявява добра устойчивост към повечето продукти въз основа на петрол. За горещи масла и течности с високо съдържание на ароматни съединения използвайте FKM.

Вода, пара и разтвор на сол: EPDM е идеален за охлаждане с морска вода, прясна вода и парни приложения поради устойчивостта си към гореща вода и пара. Обаче често се допуска грешка при използването на EPDM в маслени приложения — уплътнението ще набъбне и ще се изтласка от комплекта, както и от пакета плочи.

Киселини и основи: Когато се използват химически танкери или работят скрубери, концентрацията на средата става изключително важна. FKM притежава широк спектър от устойчивост, но при изключително агресивни химикали може да се наложи използването на специални съставки от бутил или HNBR. Нашите специалисти винаги ще поискат Материален безопасен лист (MSDS) за всяка химическа среда преди да предоставят оферта за подбор на уплътнение и материал.

Оценете механичното напрежение и компресионната деформация

Докато уплътнението трябва да има нещо, което просто седи на мястото си, то трябва да запази известна „памет“, за да гарантира, че силата на стягане напълно запечатва отворите на плочата спрямо уплътненията. Тази стойност се измерва чрез устойчивостта към компресионна деформация.

Постоянна вибрация: Непрекъснатата вибрация се наблюдава при морски съдове. След продължително компресиране еластичността (или възстановяването, ниска компресионна деформация) на всяко уплътнение се намалява, което води до тенденция за плъзгане и съответно – към малки течове. Макар EPDM и NBR обикновено да работят добре в подходящия температурен диапазон, ключовият фактор всъщност е самата природа на полимерната формула.

Конструкция на плочата: Различните конструкции на PHE-плочи оказват различни срязващи напрежения върху уплътнението. В нашата работилница в Нантон често се срещат откази, при които уплътнението, въпреки химическата си съвместимост, е твърде меко за конкретната геометрия на плочата, което води до изтласкване в канали за течение. Твърдостта на уплътнението (по скалата Shore A) винаги се указва спрямо разстоянието между плочите и налягането в системата.

Имайте предвид продължителността на експлоатационния живот и интервалите за поддръжка

Съществува компромис между първоначалните инвестиции за уплътнителна лента и това, което постигате в дългосрочен план с оглед на надеждността. Плащането на значително по-висока цена за FKM вместо NBR може да си струва, ако работната течност функционира при 150 °C и системата изисква месечно химическо почистване; FKM може да има пет пъти по-дълъг срок на експлоатация или повече.

Гаранция и гаранции: Макар гарантият от 12 пълни месеца да обхваща цялата проектна работа, ние също информираме клиентите си за това какви изисквания към работното време има оборудването им. В случаите, когато сухите докове не са особено чести и съответният проект засяга критични системи, ние препоръчваме подобряване на материала пропорционално на плана за поддръжка на кораба.

Реалността на място: В суровата морска среда на корабостроителниците уплътнението също трябва да издържа периодичното пръскане с почистващи разтворители и няколко кратки изригвания с налягане от мивка за пране. При определяне на способността му да издържа всички външни фактори, които впоследствие могат да станат места за зарождане и разпространение на пукнатини по повърхността, се вземат предвид не само вътрешната среда, но и околната среда.

Стойността на сертифицираната съответност и автентичното доставяне

Накрая, запомнете проследимостта — тя е от жизнено значение, защото доставяме резервни части за повече от 1000 кораба всяка година и имаме акредитация по ISO 9001, 14001 и 45001. Това гарантира, че всеки наш уплътнителен материал се проверява спрямо сертификата за партида. Некачествените имитационни уплътнения съдържат по-малко каучук, по-високо съдържание на пълнители в състава и може би предлагат по-ниска начална цена, но ще струват 200 % повече в загубено оперативно време.

Затова Ви насърчаваме да посетите нашия технически сертифициран партньор, който ще извърши на място измерване на дълбочината на уплътнителната повърхност, дълбочината на плочата и твърдостта на гумата. Независимо дали става въпрос за бърз ремонт по време на експлоатация, необходим в корабостроителница някъде по света, или за планирана модернизация на континентален Китай, крайната цел остава използването на правилна уплътнителна лента, за да се гарантира, че термичната Ви ефективност няма да бъде засегната на дълга дистанция и срокът на експлоатация на PHE-плочите Ви ще бъде удължен до оптималната стойност.