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La vida a bordo de embarcaciones marítimas puede ser uno de los entornos más exigentes que existen. La alta salinidad, la presencia de oxígeno y las numerosas actividades marinas en el agua de mar suponen un reto constante para los equipos intercambiadores de calor. La corrosión, la corrosión por picaduras, la corrosión por grietas y la corrosión por tensión (SCC) son desafíos permanentes que pueden reducir la vida útil de décadas a meses, según los materiales seleccionados. Elegir los materiales adecuados para los intercambiadores de calor de placas (PHE) es una de las decisiones clave —y a menudo difíciles— a las que se enfrentan los propietarios de buques, los superintendentes técnicos o los especificadores de nuevos buques, con importantes implicaciones financieras que afectan al costo de operación, mantenimiento y disponibilidad del equipo. SME Group lleva más de 20 años diseñando, fabricando, poniendo en marcha y ofreciendo soluciones integrales para equipos marítimos, incluidas las soluciones ICCP, MGPS, SED y PHE, y le brinda esta guía sencilla para tomar decisiones inteligentes sobre materiales.
1. Titanio: el estándar de oro para servicio con agua de mar
El titanio no tiene igual como refrigerante en aplicaciones con agua de mar. La resistencia del titanio a la corrosión por picaduras y por grietas inducida por cloruros en agua de mar es consecuencia de una película de óxido tenaz y autorreparable que se regenera rápidamente tras su exposición. Los elementos de placas PHE de titanio pueden soportar años de contacto constante con agua de mar, incluso en las condiciones más adversas de altas temperaturas y velocidades, en las que el acero inoxidable resultaría gravemente afectado.
Buques de crucero, buques de guerra y buques mercantes de aguas profundas, donde el fallo no es una opción: el titanio es la selección definitiva para los sistemas de refrigeración del motor principal, los enfriadores de aire de sobrealimentación y los generadores de agua dulce. Las PYME pueden suministrar placas de titanio con acabados superficiales avanzados para minimizar el ensuciamiento y maximizar la facilidad de limpieza. Aunque inicialmente más costoso, el titanio posee, en términos prácticos, una esperanza de vida infinita en agua de mar, lo que lo convierte en la propuesta económica a largo plazo definitiva. La utilización de nuestro sistema MGPS para controlar el bioensuciamiento en las entradas de agua de mar potencia aún más el valor de nuestros intercambiadores de calor de placas de titanio (PHE), reduciendo drásticamente la necesidad de piezas de repuesto y evitando perforaciones en las placas y sus consecuencias asociadas.
2. Aceros inoxidables: equilibrio entre costo y rendimiento
Si utiliza agua dulce, agua destilada o un proceso de refrigeración en circuito cerrado con recirculación, los niveles de cloruro en su agua probablemente sean bajos y el uso de acero inoxidable podría ofrecerle una solución asequible. Los aceros inoxidables como los grados 304 y 316L son opciones populares. El grado 316L aporta una resistencia ligeramente mayor a la corrosión gracias al molibdeno añadido, lo que ayuda a prevenir la corrosión por picaduras en condiciones ligeramente ácidas.
La selección, sin embargo, requiere una reflexión cuidadosa. Incluso el acero inoxidable 316L es propenso a la corrosión por picaduras en aguas que contienen cloruros debido a la contaminación externa o a la formación de celdas de aeración diferencial provocadas por niveles variables de oxígeno en el fluido. Para fluidos ligeramente más agresivos, como el agua de refrigeración de emergencia que, en ocasiones, se toma del mar para los circuitos de refrigeración, SME recomienda grados dúplex de acero inoxidable, tales como el 2205, que ofrecen la resistencia mecánica combinada de los aceros ferríticos junto con la resistencia a la corrosión de los grados austeníticos. Esto reduce la brecha entre el 316L y el titanio. SME analizará la química del agua para recomendar la calificación más adecuada de acero inoxidable para la aplicación, de modo que los ahorros de costos no provoquen fallos prematuros del equipo. Podemos fabricar intercambiadores de calor de placas en nuestro taller de Nantong, de 5.000 m², según sus requisitos exactos de material para cualquier recipiente.
3. Materiales de juntas: la interfaz crítica
Aunque las placas pueden constituir la mayor parte de la superficie de transferencia de calor, el punto débil (la unión entre las placas y su sellado, denominado junta) determina, en última instancia, la vida útil del intercambiador de calor de placas. Las juntas de los intercambiadores de calor de placas marinos deben resistir el agua de mar, altas temperaturas, ciclos térmicos y soluciones de limpieza química. En aplicaciones marinas con temperaturas más bajas, el nitrilo (NBR) puede funcionar adecuadamente; sin embargo, su rendimiento se ve comprometido por encima de los 80 °C. El EPDM, muy adecuado para la resistencia al agua y a temperaturas moderadas, pierde eficacia si hay presencia de aceite. Para usos marinos que exigen resistencia tanto a altas temperaturas como a ataques químicos, se recomienda el uso de Viton (FKM) o fluorocarbonos específicos.
Nuestros empaques de tipo clip-on y snap-in han sido diseñados para hacer que el reemplazo y el mantenimiento sean rápidos y eficientes, un factor clave en embarcaciones con ventanas de escala limitadas. SME también ofrece asesoramiento sobre monitoreo de condiciones al personal de la nave, de modo que se pueda predecir y prevenir el fallo de los empaques. Nuestra política consiste en ofrecer soluciones duraderas para empaques, junto con diseños prácticos, para que la conexión del empaque no se convierta en la vulnerabilidad de su sistema.
4. La sinergia de los sistemas activos de protección contra la corrosión
La selección de materiales no es el único aspecto a considerar. Incluso el mejor material para placas y el mejor material para empaques pueden ser susceptibles a ataques debido a reacciones electroquímicas en otra parte de la embarcación. Corrientes eléctricas fugitivas (provenientes de soldadura, de un sistema de protección catódica o de una falla eléctrica) pueden provocar ataques locales en las placas y conexiones del intercambiador de calor, estimulando la corrosión y, por ende, 'saltando' la resistencia del material.
Ese es el punto en el que sobresale la solución complementaria de gestión de la corrosión de SME. Nuestras soluciones ICCP (Protección catódica con corriente impresa) protegen el casco y las tuberías pertinentes, reduciendo las corrientes galvánicas inducidas que fluyen hacia los intercambiadores de calor. Nuestros dispositivos SED (dispositivos de puesta a tierra del eje) anulan las corrientes parásitas del eje que circulan por las tuberías de agua de mar y atacan las placas del enfriador. Si su embarcación está equipada con los sistemas ICCP y SED de SME correctamente implementados y mantenidos, puede que ya no sea necesario utilizar materiales de mayor calidad para garantizar una resistencia suficiente a la corrosión en los intercambiadores de calor marinos. Por el contrario, sin estas medidas, incluso las placas de titanio de alta calidad pueden experimentar una corrosión acelerada excesiva debida a la corrosión inducida por corrientes parásitas. Nuestros ingenieros de soporte experimentados colaborarán con usted para evaluar todos los factores que influyen en la corrosión en su embarcación, como el estado del casco, la conexión eléctrica y cualquier medida ya implementada, con el fin de seleccionar una solución integral de gestión de la corrosión —es decir, un paquete combinado de materiales y medidas complementarias— específicamente adaptado a sus necesidades. Apoyados por nuestras certificaciones ISO 9001, 14001 y 45001, y por más de 100 ingenieros y técnicos, hacemos más que simplemente suministrar intercambiadores de calor: ofrecemos una gestión integral de la corrosión para maximizar la vida útil y minimizar los costos durante toda la vida de la embarcación. Avanzamos más allá contigo.