Vanlige årsaker til lekkasje i platevarmevekslere

Av alle synsvinkler i et maskinrom er en sivende, drippende eller sprutende PHE kanskje den mest uroande. Ikke bare mister du væske, men et lekkasje representerer en uakseptabel bruddflate mellom to grunnleggende systemer – vanligvis mellom motorkjølevannssystemet og det råvannssystemet, eller mellom smøreolje og motorkjølevann. En upåvist eller dårlig håndtert pinnhullslekkasje kan raskt utvikle seg til en krysskontaminering, som fører til emulgeret smøreolje, korroderte motorblokkkomponenter eller til og med fullstendig svikt i jaktsystemet for kjølevann. I løpet av de siste 22 årene har SME Group gjennomført mer enn 500 sjøfartstjenester og ombyggingsprosjekter hvert år, og våre tekniske eksperter har sporet hundrevis av PHE-lekkasjer på alle typer fartøy til omtrent et halvt dusin vanlige underliggende årsaker. Artikkelen nedenfor diskuterer de hyppigste årsakene og gir deg tips om hvordan du minimerer risikoen for at din PHE skal lekke.

Pakningens forringelse: Aldring, herding og ekstrudering

Tetninger er de primære tettingselementene i PHE, og de er den svake lenken. Etter hvert som de aldrer og utsettes for høye temperaturer, korrosiv klorert sjøvann og sykliske kompresjoner, mister elastomermaterialet evnen til å gjenopprette seg etter kompresjonssett. En nitrilgummi (NBR)-tetning brukt på oljekjølere har vist seg å bli skjør ved kontinuerlig eksponering over 90 °C og kan ikke tilpasse seg overflatefeil. En EPDM-tetning er egnet for sjøvannssiden, men kan svulle opp eller mykne (noe som fører til ekstrusjon gjennom spaltene mellom platene) ved forurensning av oljeskyl eller fett. Ekstrusjon er et spesielt alvorlig problem, siden deformasjonen danner en tynn materielldråpe som permanent endrer tetningens profil – en gang ekstrudert vil en EPDM-tetning aldri mer tette, selv om den trekkes på nytt. Hos SME finner våre serviceingeniører ofte tetninger som er opptil fem år gamle og som har mistet mer enn 30 % av sin evne til å gjenopprette kompresjonssett (uavhengig av ytre utseende). Vi foretrekker en proaktiv utskiftingsplan som er knyttet til total driftstid og tidligere temperaturreaksjon for tetningen, fremfor en reaktiv utskifting når PHE-lekkasjer og ytelsen er alvorlig redusert. Installasjonsdatoen og termiske sykler (start-stopp-sekvenser) gir en langt bedre vurdering av nyttig levetid enn bare en kalenderreferanse.

Feil monteringsmoment og ujevn kompresjon

En PHE er presis mekanisk utstyr, ikke bare rørledninger som krever dreiemoment helt til slutten. En av de vanligste årsakene til lekkasje ved service i en SME-bygning er hvor stramt skruene på rammen er blitt tilbakemontert etter rengjøring eller demontering for inspeksjon. Hver ramme har en definert kompresjonsdimensjon – ofte angitt som total tykkelse på pakningssettet og platene – som må oppnås jevnt over hele platene ved bruk av kryss-/stjernemønster for dreiemoment. For sterkt dreiemoment fører til at pakningen blir knust og komprimert, skader på de svært tynne bølgeformede platene (ofte bare 0,5–0,6 mm tykke) og spenning i stangen over leiene i rammen. For svakt dreiemoment gir utilstrekkelig pakningstrykk, slik at driftslekkasje kan oppstå mellom individuelle kanaler og lekke ut til sidene; enda mer kritisk er det at ujevnt dreiemoment på én side vil føre til skjevhet i platene, noe som skaper mikrospalter som utvides ytterligere ved termisk utvidelse. Når vi anbefaler dreiemoment, anbefaler vi kalibrert bruk med kryss-/stjernemønster ved alle monteringsfaser, i minst tre trinn opp til den angitte kompresjonslengden, samt måling av pakningsstabelens lengde før og etter påført dreiemoment (hvis denne verdien avviker med mer enn 2 mm fra verdiene på typeplaten, anbefaler vi å stanse og vurdere platene på nytt for forurensning mellom platene eller bukte plater ved forurensningspunktet.)

Graveringkorrosjon på plateoverflaten

Selv om moderne marine PHE-er (platevarmevekslere) laget av titan eller rustfritt stål 316L ikke er fullt motstandsdyktige mot lokal korrosjon. Spikkerkorrosjon, som kjennetegnes av små, dype hull i plateoverflatene, starter ofte i tetningsrillen eller i stagnasjonsområdene som dannes av strømningsfordelingssonen. Aggressive kloridkonsentrasjoner (vanlige i sjøvann i tropisk klima eller brakkvann) og lav væskehastighet er de to viktigste årsakene til spikkerkorrosjon, siden et avleid avleiring kan danne en konsestrasjonscelle under seg når strømmingen er så langsom at sedimenter kan sette seg. Når spikkerkorrosjon har boret gjennom hele platetykkelsen, forsvinner skillen mellom de to væskestrømmene, og lekkasje vil oppstå både internt (blanding) og eksternt. Vi hos SME har funnet ut at spikkerkorrosjon ofte diagnostiseres feilaktig som tetningsfeil, noe som fører til unødvendige rutinemessige utskiftninger av tetninger uten at den egentlige årsaken blir håndtert. En tidlig oppdagelse av spikkerkorrosjon består i å utføre farget penetrant-test på platene under manuell vedlikehold, spesielt på varmeoverflateområdet rundt inngangsportene. I tillegg må aldri hastigheten til sjøvannstrømmen gjennom PHE-en gå under 1,5 m/s for å unngå avleiring. Hvis skipet ditt opererer mest ved lav belastning, må du ta hensyn til en bypass- eller resirkulasjonslinje for å holde strømningshastigheten over denne terskelen.

Ujustert plate og forskyvning av tetningsring under montering på nytt

Et enda større problem – og forøvrig det enkleste å unngå – er lekkasje som følge av dårlig montering på nytt av en enhet. Plattene har en «riktig side opp»-orientering (med pakninger på henholdsvis fremre og bakre sider i veksling), og de må legges til en stabel i riktig rekkefølge. Hvis en plate enten er vendt på hodet eller, langt vanligere, plassert baklengs (med pakningen på feil side), vil væskekanalene på naboplater ikke være justert, og pakningen vil ikke kunne danne en egentlig metall-til-metall-forbindelse med naboplata. I mange tilfeller fører dette ikke bare til umiddelbar intern omgåelse, men hvis naboplata kommer tilstrekkelig nær, kan det også føre til lekkasje fra den ytterste hjørnepakningen til omgivende luft. Til slutt er det altfor lett at pakningen løfter seg ut av sin spore og «utkobles» under prosessen med å legge til etterfølgende plater i stablen (spesielt hvis sporet fortsatt inneholder gammel lim eller smuss). Allerede 2–3 mm oppoverforskyvning er nok til å gjøre pakningen ineffektiv, noe som fører både til intern omgåelse og potensiell ekstern lekkasje. Derfor rengjøres hver plate nøye i SMEs verkstedprosedyrer, undersøkes pakningssporet under forstørrelse, og hver pakning bankes forsiktig på plass (med en myk hammer) før naboplata legges til. En permanent pil som angir topp og bunn på stabelen lar vårt ingeniørteam foreta visuell inspeksjon av «riktig side opp»-stabler.

Konklusjon: Vigilanse er den beste tetningsmiddelet

Det er ikke et spørsmål om om eller når min platevarmeveksler vil lekke, men heller om når du fullstendig kontrollerer lekkasjen. Ved grundig anvendelse av en planlagt tilnærming for å håndtere aldring av pakninger, bruk av riktige momentprosedyrer, nøyaktig inspeksjon av materielfatigue og tegn på mekanisk påkjenning, samt endelig nøye og forsiktig montering kan du legge til tiår til driftslivet til din PHE og unngå kostbare forurensninger og dyre nødkall. Hos SME Group, med mer enn 100 ingeniører til rådighet og som opererer innenfor rammen av ISO 9001-, ISO 14001- og ISO 45001-standardene, kan vi betjene dine beholdere ombord med omfattende inspeksjoner, levering av reservedeler og fullstendige verkstedoverhalinger på skipsverft rundt om i verden – ikke minst på fastlandet i Kina. En tolv-måneder garanti på service er et uttrykk for våre standarder, og når vi arbeider etter vår filosofi «målet vårt går lenger enn dine bekymringer», er vi først fornøyde når hver enkelt pakning er undersøkt, hver slitasjelinje er registrert og hver potensiell lekkasjepath er identifisert.