A lemezes hőcserélők gyakori szivárgási okai

Az összes gépházbeli látvány közül talán a legzavaróbb egy szivárgó, cseppenként folyó vagy spriccelő PHE. Nemcsak folyadékot veszítünk, hanem egy szivárgás elfogadhatatlan megszakítást jelent két alapvető rendszer között – általában a motor hűtőfolyadék- és a nyersvízrendszer között, illetve a kenőolaj- és a motor hűtőfolyadék-rendszer között. Egy észrevétlen vagy rosszul kezelt tűszúrásnyi szivárgás gyorsan keresztszennyeződéshez vezethet, amely emulgeált kenőolajt, korrodált motorblokk-komponenseket vagy akár a hűtővízrendszer teljes meghibásodását eredményezheti. Az elmúlt 22 évben az SME Group évente több mint 500 tengeri szerviz- és átalakítási projektet fejezett be, és műszaki szakértőink számos PHE-szivárgást nyomoztak vissza minden típusú hajón, amelyeket kb. fél tucat gyakori alapvető okra lehet visszavezetni. Az alábbi cikk a leggyakoribb okokat tárgyalja, és tippeket ad arra, hogyan csökkenthető a PHE szivárgásának esélye.

Tömítés-öregedés: időjárásnak kitett, megkeményedett és kilökődött tömítés

A tömítések a PHE elsődleges tömítő elemei, és gyenge láncszemként funkcionálnak. Idővel, magas hőmérsékletnek, korrodáló, klórozott tengervíznek és ciklikus összenyomásoknak való kitettségük miatt az elasztomer anyag elveszíti képességét a nyomásállás utáni visszaállásra. Egy olajhűtőn alkalmazott nitril-gumi (NBR) tömítés folyamatosan 90 °C feletti hőmérsékletnek való kitettség esetén rideggé válik, és nem képes illeszkedni a felületi hibákhoz. Az EPDM tömítés alkalmas a tengervíz oldalra, de olajköd vagy zsír szennyeződése esetén duzzadhat vagy megpuhulhat (ez a lemezek közötti résekbe történő kifolyást eredményezi). A kifolyás különösen súlyos probléma, mivel a deformáció egy vékony anyagrész formájában jelenik meg, amely véglegesen megváltoztatja a tömítés profilját – egyszer kifolyt EPDM tömítés soha többé nem tömíti a rendszert, még akkor sem, ha újra meghúzzák. Az SME-nél gyakran tapasztaljuk, hogy szervizmérnökeink olyan tömítéseket távolítanak el, amelyek már öt évesek, és több mint 30%-os vesztést szenvedtek el a nyomásállás utáni visszaállási képességükben (a külső megjelenésüktől függetlenül). Előnyben részesítjük a proaktív csereterveket, amelyek a tömítés teljes üzemórájához és korábbi hőmérsékletkitettségéhez igazodnak, nem pedig a reaktív csereterveket, amelyek csak akkor lépnek életbe, ha a PHE csöpög, és teljesítménye jelentősen romlott. A telepítés dátuma és a megtett termikus ciklusok (indítási-állítási sorozatok) sokkal pontosabban becsülhetik meg a hasznos élettartamot, mint egy kizárólag naptári időszakra alapozott becslés.

Helytelen szerelési nyomaték és egyenlőtlen tömörítés

A PHE egy pontossági mechanikai berendezés, nem csupán egy csővezeték, amelynek végig szüksége van nyomatékra. Az egyik leggyakoribb ok, amit egy kis- és közepes vállalkozás (SME) építésénél szervizszivárgás esetén észlelünk, az a csavarok megfelelő meghúzása a tisztítás vagy az ellenőrzés céljából történő szétszerelés utáni újraösszeszerelés során. Minden keretnek meghatározott összenyomási mérete van – gyakran a tömítés és a lemezek teljes vastagságaként adják meg –, amelyet egyenletesen kell elérni a lemezek egész felületén, átlósan alkalmazva a nyomatékot. A túlzott meghúzás tömítésösszenyomódást és -károsodást, a rendkívül vékony hullámos lemezek (gyakran mindössze 0,5–0,6 mm vastagok) sérülését, valamint a keret csapágyain átívelő rúd túlfeszítését eredményezi. A hiányos meghúzás elégtelen tömítésnyomást eredményez, ami üzemelés közben lehetővé teszi az egyes csatornák körül történő átfolyást és oldali szivárgást; súlyosabban, ha csak egy oldalról húzzák meg a csavarokat, a lemezek ferdesége alakul ki, amely mikro-réseket okoz, amelyeket a hőtágulás tovább növel. Amikor nyomatékot ajánlunk, kalibrált nyomatékkulcs használatát javasoljuk, minden összeszerelési lépésnél kereszt- vagy csillagmintát követve, legalább három lépcsőben elérve a megadott összenyomási hosszt, és a nyomaték alkalmazása előtt és után mérve a tömítésréteg hosszát (ha ez az érték több mint 2 mm-rel eltér a típustáblán megadott értéktől, akkor megállítást és újraértékelést javasolunk a lemezcsomag szennyeződésére vagy a szennyeződés helyén meghajlott lemezekre vonatkozóan).

A lemez felületén keletkező gödrös korrózió

Bár a modern, titánból vagy 316L rozsdamentes acélból készült hajózási lemezes hőcserélők (PHE-k) nem teljesen ellenállóak a lokális korrózióval szemben, a lemezfelületeken lévő apró, mély lyukak jellemzőek, és általában a tömítés hornyánál vagy az áramláselosztási zóna által létrehozott pangó területeken kezdődnek. A kloridok agresszív koncentrációja (amely a trópusi éghajlatú tengervízben vagy a brakkvízben gyakori) és az alacsony folyadéksebesség a két fő oka a pittességnek, mivel a lerakódott lerakódás koncentrációs cellát képezhet maga alatt, ha az áramlás elég lassú ahhoz, hogy az üledék lerakódjon. Miután a pittesség a teljes lemezvastagságon átfúródott, a két folyadékáram közötti különbség megszűnik, és szivárgás lép fel belsőleg (keveredés), valamint külsőleg is. Az SME-nél azt tapasztaltuk, hogy a pittesség általában tömítéshibaként diagnosztizálható, ami szükségtelen rutinszerű tömítéscseréhez vezet anélkül, hogy a kiváltó okot kezelnénk. A pittesség korai felismerése a lemezeken festékpenetrációs vizsgálat elvégzése kézi javítás során, különösen a bemeneti nyílások körüli hőátadó felületen. Ezenkívül soha ne engedjük, hogy a tengervíz áramlási sebessége a PHE-n keresztül 1,5 m/s alá csökkenjen, hogy megakadályozzuk az ülepedést. Ha a hajó a működés nagy részét alacsony terhelésen tölti, fontolja meg egy megkerülő vagy recirkulációs vezeték alkalmazását az áramlási sebesség ezen küszöbérték felett tartásához.

A lemez elcsúszása és a tömítés helytelenül történő visszahelyezése újraösszeszerelés közben

Egy még súlyosabb probléma – és egyben biztosan elkerülhetőbb – a rossz újraösszeszerelésből eredő szivárgás. A lemezeknek „helyes irányban” kell állniuk (a tömítések a lemezek előre- és hátrafelé néző felületein váltakozva helyezkednek el), és sorrendben kell őket egymásra helyezni. Ha egy lemez fejjel lefelé kerül, vagy – sokkal gyakrabban – visszafelé (a tömítéssel a rossz oldalon), akkor a szomszédos lemezek folyadékcsatornái nem illeszkednek egymáshoz, és a tömítés nem tud igazi, fémtől fémes érintkezést létesíteni a szomszédos lemezzel. Sok esetben ez nemcsak azonnali belső átfolyást eredményez, hanem ha a szomszédos lemez elegendően közel kerül, akkor a legtávolabbi tömítés sarokpontjából szivárgás is keletkezhet a külső levegőbe. Végül, amikor további lemezeket helyezünk egymásra, a tömítés nagyon könnyen kihúzódhat és „kioldódhat” a horpadásából (különösen, ha abban régi ragasztó vagy szennyeződés maradt). Már 2–3 mm-es felfelé irányuló elmozdulás is elegendő ahhoz, hogy a tömítés hatástalanná váljon, ami mind belső átfolyást, mind potenciális külső szivárgást okozhat. Ezért minden lemez SME-műhelyi eljárásainál gondosan megtisztításra kerül, a tömítés horpadása nagyítással ellenőrzésre kerül, és minden tömítés előre megkönnyített ütővel (lágyfejű kalapáccsal) finoman beütésre kerül, mielőtt a szomszédos lemez felkerülne a halomra. Egy állandó nyíl, amely jelzi a halom tetejét és alját, lehetővé teszi mérnöki csapatunk számára, hogy vizuálisan ellenőrizze: a lemezek „helyes irányban” vannak-e elhelyezve.

Következtetés: A figyelmes megfigyelés a legjobb tömítés

Nem az a kérdés, hogy mikor vagy ha szivárogni fog a lemezcserecserép, hanem az, hogy mikor teszed teljes mértékben saját magad kezébe a folyamatot. A tömítések idővel bekövetkező kopásának tervezett kezelésének gondos alkalmazása, a megfelelő befeszítési eljárások betartása, az anyagfáradtság és a mechanikai feszültségek jeleinek figyelmes ellenőrzése, valamint végül a rendkívül precíz és óvatos újraösszeszerelés évtizedekkel meghosszabbíthatja PHE-ed üzemidejét, és segíthet elkerülni a költséges szennyeződéseket és a drága sürgősségi szervizhívásokat. Az SME Group több mint 100 mérnökkel rendelkezik, és ISO9001, ISO14001, ISO45001 szabványok keretein belül működik; hajófedélzeten is szolgálhatjuk tartályaidat kimerítő ellenőrzésekkel, pótalkatrész-ellátással és teljes műhelyfelújításokkal a világ különböző hajógyáraiban – nem utolsósorban Kínában. A 12 hónapos szervizgarancia a minőségi színvonalunkat tükrözi, és amikor a „többet nyújtunk, mint amire szükséged van” filozófiánkat követjük, akkor csak akkor érezzük, hogy teljesítettük a feladatunkat, ha minden tömítést megnéztünk, minden kopási vonalat rögzítettünk, és minden potenciális szivárgási útvonalat azonosítottunk.