EN
Ze všech pohledů do strojovny je únik z deskového výměníku tepla (PHE) – pláčící, kapající nebo stříkající – patrně nejneklidnější. Nejenže dochází ke ztrátě kapaliny, ale únik představuje nepřijatelné porušení mezi dvěma základními systémy – obvykle mezi chladicím systémem motoru a systémem syrové vody nebo mezi mazacím olejem a chladicím systémem motoru. Nepozorovaný nebo špatně řízený trhlinový únik se může rychle proměnit v událost křížové kontaminace, která vede k emulzifikaci mazacího oleje, korozi součástí bloku motoru nebo dokonce k úplnému selhání systému plášťového chlazení. Během posledních 22 let SME Group každý rok dokončila více než 500 námořních servisních a modernizačních projektů a naši techničtí experti identifikovali stovky úniků z PHE na všech typech lodí, přičemž většina těchto úniků byla způsobena asi šesti běžnými kořenovými příčinami. Následující článek popisuje nejčastější příčiny a poskytuje tipy, jak minimalizovat riziko úniku vašeho PHE.
Stárnutí těsnění: ztvrdnutí a vytláčení
Těsnění jsou hlavními těsnicími prvky výměníků tepla typu PHE a zároveň jejich nejslabším článkem. S postupujícím stárnutím a působením vysokých teplot, korozivního chlorovaného mořského vody a cyklických tlakových zatížení elastomerový materiál ztrácí schopnost obnovit se po deformaci způsobené tlakem. Těsnění z nitrilového kaučuku (NBR) používané u olejových chladičů se ukázalo být křehké při nepřetržitém vystavení teplotám nad 90 °C a nedokáže se přizpůsobit povrchovým nerovnostem. Těsnění z EPDM je vhodné pro stranu s mořskou vodou, avšak může dojít k jeho zvětšení nebo změknutí (což vede k vytlačení mezi desky) v důsledku kontaminace olejovou mlhou nebo mastnotou. Vytlačení je zvláště vážným problémem, protože deformace má podobu tenkého výstupku materiálu, který trvale pozmění profil těsnění – jednou vytlačené těsnění z EPDM již nikdy znovu netěsní, i když je znovu utaženo. U SME často naši servisní technici odstraňují těsnění stará až pět let, u nichž došlo k více než 30% ztrátě schopnosti obnovit se po deformaci způsobené tlakem (bez ohledu na vnější vzhled). Upřednostňujeme proaktivní plán výměny těsnění, který je spojen s celkovým počtem provozních hodin a předchozím tepelným zatížením těsnění, nikoli reaktivní plán výměny, který se uplatňuje až tehdy, kdy výměník tepla typu PHE kapá a jeho výkon výrazně poklesl. Datum instalace a tepelné cykly (posloupnosti spuštění a zastavení), kterým těsnění bylo vystaveno, poskytnou mnohem přesnější odhad jeho užitečné životnosti než samotný kalendářní údaj.
Nesprávný krouticí moment při montáži a nerovnoměrné stlačení
PHE je přesné mechanické zařízení, nikoli pouze potrubní systém, u něhož je nutné uplatnit krouticí moment až do krajního bodu. Jedním z nejčastějších důvodů úniků při servisních zásahech u malých a středních podniků (SME) je nedostatečná nebo nadměrná utaženost spojovacích šroubů při opětovné montáži po čištění nebo demontáži za účelem inspekce. Každý rám má přesně stanovený rozměr stlačení – často udávaný jako celková tloušťka těsnění a desek – který je nutné dosáhnout rovnoměrně napříč všemi deskami pomocí postupného utahování šroubů ve diagonálním vzoru. Příliš silné utažení způsobí rozdrcení a deformaci těsnění, poškození extrémně tenkých žebrovaných desek (často pouze 0,5 až 0,6 mm silných) a přetížení příčného prutu v ložiskových bodech rámu. Nedostatečné utažení vede k nedostatečnému tlaku na těsnění, což umožňuje provozní obtékání jednotlivých kanálů a únik kapaliny po stranách; ještě kritičtější je jednostranné utažení, které způsobí zkosení desek a vznik mikroprostorů, jež se při tepelné roztažnosti ještě více zvětší. Pokud doporučujeme krouticí moment, doporučujeme jeho kalibrované použití ve vzoru kříže nebo hvězdy při všech průchodech montáže, s minimálně třemi postupnými stupni až ke stanovenému stlačenému rozměru; délku balíku těsnění je nutné změřit před i po aplikaci krouticího momentu (pokud se tato hodnota liší o více než 2 mm od údaje uvedeného na typovém štítku, doporučujeme zastavit práci a znovu posoudit balík desek z hlediska kontaminace mezi deskami nebo ohnutí desek v místě kontaminace).
Korozní jamkování na povrchu desky
I když moderní námořní PHE (výměníky tepla deskového typu) z titanu nebo nerezové oceli třídy 316L nejsou plně odolné vůči lokální korozí. Bodová koroze, charakterizovaná malými, hlubokými dírami na povrchu desek, se obvykle začíná ve drážce pro těsnění nebo v oblastech zastavení toku vytvořených rozdělovací zónou průtoku. Dvě hlavní příčiny bodové koroze jsou agresivní koncentrace chloridů (běžné v mořské vodě v tropickém podnebí nebo v brakické vodě) a nízká rychlost proudění kapaliny, protože při dostatečně nízké rychlosti toku se mohou usazovat sedimenty a pod usazeninou se tak může vytvořit koncentrační článek. Jakmile bodová koroze pronikne celou tloušťkou desky, dochází ke ztrátě oddělení mezi dvěma proudy tekutiny a dochází k úniku jak interně (smíšení), tak externě. Společnost SME zjistila, že bodová koroze je často nesprávně diagnostikována jako porucha těsnění, což vede k zbytečným pravidelným výměnám těsnění bez řešení skutečné příčiny. Pro rané zjištění bodové koroze doporučujeme provádět při ruční údržbě test penetrace barvivem na deskách, zejména na teplosměnném povrchu v okolí vstupních přípojek. Dále nikdy nepovolte rychlost proudění mořské vody skrz PHE pod 1,5 m/s, aby nedošlo k usazování. Pokud vaše loď během provozu nejčastěji pracuje za nízké zátěže, zvažte instalaci obtokového nebo recirkulačního potrubí, aby byla rychlost proudění udržována nad touto mezí.
Nesrovnání desek a vysunutí těsnění při opětovné montáži
Ještě závažnější problém – a zároveň ten jednodušší na vyhnutí se – je únik způsobený nesprávným opětovným sestavením jednotky. Desky mají určenou orientaci „správné strany“ (těsnící kroužky jsou střídavě umístěny na předních a zadních stranách) a musí být do balíku postupně nasazovány. Pokud je deska nasazena vzhůru nohama nebo – což se děje mnohem častěji – obráceně (s těsnícím kroužkem na nesprávné straně), nebudou se tekutinové kanály sousedních desek vzájemně shodovat a těsnící kroužek nebude schopen vytvořit skutečné kov-ke-kovu spojení se sousední deskou. V mnoha případech to nezpůsobí jen okamžitý vnitřní obtok, ale pokud se sousední deska dostatečně přiblíží, může dojít k úniku z nejvzdálenějšího rohu těsnícího kroužku do vnějšího prostředí. Nakonec je velmi snadné, aby se během nasazování dalších desek do balíku těsnící kroužek jednoduše zvedl a „vyšel ze své drážky“ (zejména pokud je drážka stále zanesená starým lepidlem nebo nečistotami). Již vertikální posun o 2–3 mm je dostačující k tomu, aby těsnící kroužek přestal plnit svou funkci, což vede jak k vnitřnímu obtoku, tak k možnému vnějšímu úniku. Proto je v postupech dílny SME každá deska důkladně vyčištěna, drážka pro těsnící kroužek podrobená vizuální kontrole za zvětšením a každý těsnící kroužek lehce zaklepnut do správné polohy (měkkým kladivkem) ještě před nasazením sousední desky. Trvalá šipka označující horní a dolní stranu balíku umožňuje našemu technickému týmu vizuálně ověřit správnou orientaci desek v balíku.
Závěr: Bdělost je nejlepším těsněním
Nejde o to, zda nebo kdy bude váš deskový výměník tepla netěsnit, ale spíše o to, kdy to budete plně kontrolovat. Důsledné uplatňování plánovaného přístupu k řízení opotřebení těsnění, správné postupy utahování šroubů, bdělá kontrola únavového poškození materiálu a známek mechanického namáhání a nakonec pečlivé a důkladné znovusestavení mohou prodloužit provozní životnost vašeho PHE o desítky let a pomoci vám vyhnout se nákladnému znečištění a nákladným nouzovým zásahům. Ve skupině SME, která má k dispozici více než 100 inženýrů a působí v rámci standardů ISO 9001, ISO 14001 a ISO 45001, můžeme servisovat vaše nádoby přímo na palubě s komplexními kontrolami, dodávkou náhradních dílů a kompletními opravami v loděnicích po celém světě – zejména i v Čínské lidové republice. Záruka na servis po dobu 12 měsíců je ukazatelem našich náročných standardů a při uplatňování naší filozofie „cíl nad vaši starost“ jsme spokojeni až tehdy, kdy je každé těsnění zkontrolováno, každá stopy opotřebení zaznamenána a každá potenciální cesta úniku identifikována.