EN
Spośród wszystkich widoków w maszynowni widok cieknącego, kapiącego lub tryskającego wymiennika ciepła płytowego (PHE) jest być może najbardziej niepokojący. Nie tylko tracisz ciecz, ale wyciek oznacza nieakceptowalne naruszenie izolacji między dwoma podstawowymi systemami – zwykle między układem chłodzenia silnika a układem wody surowej lub między olejem smarującym a układem chłodzenia silnika. Niedostrzeżony lub źle zarządzany wyciek przez mikrootwór może szybko przekształcić się w zdarzenie krzyżowego zanieczyszczenia, powodując emulsję oleju smarującego, korozję elementów bloku silnika lub nawet całkowitą awarię układu wody obiegowej.
Degradacja uszczelki: starzenie się, utwardzanie i wypychanie
Uszczelki są głównymi elementami uszczelniającymi wymiennika ciepła płytowego (PHE) i stanowią jego najbardziej wrażliwy punkt. W miarę starzenia się oraz pod wpływem wysokich temperatur, korozyjnej, zawierającej chlorki wody morskiej oraz cyklicznego ściskania materiał elastomerowy traci zdolność do odzyskania kształtu po odciążeniu (kompresji). Uszczelka z kauczuku butadienowo-nitrylowego (NBR), stosowana w chłodnicach oleju, staje się krucha przy ciągłym narażeniu na temperatury powyżej 90°C i nie jest w stanie dostosować się do nieregularności powierzchni. Uszczelka z kauczuku EPDM nadaje się do strony wody morskiej, ale może ulec napęcznieniu lub rozmięknieniu (co prowadzi do wypchnięcia materiału przez szczeliny między płytami) w wyniku zanieczyszczenia mgłą olejową lub smarem. Wypchnięcie (extrusion) stanowi szczególnie poważny problem, ponieważ deformacja przyjmuje postać cienkiej „wargi” materiału, która trwale zmienia profil uszczelki – raz wypchnięta uszczelka EPDM nigdy już nie zapewni właściwego uszczelnienia, nawet po ponownym dokręceniu. W firmie SME nasz inżynierowie serwisowi często usuwają uszczelki starsze niż pięć lat, które utraciły ponad 30% zdolności odzyskania kształtu po odciążeniu (niezależnie od ich widocznej kondycji). Preferujemy proaktywny harmonogram wymiany, oparty na całkowitym czasie pracy urządzenia oraz wcześniejszym narażeniu uszczelki na temperaturę, zamiast reaktywnego harmonogramu wymiany dopiero wtedy, gdy PHE zaczyna kapnąć, a jego wydajność znacząco spada. Data instalacji oraz liczba cykli termicznych (sekwencji uruchamiania i zatrzymywania) pozwalają znacznie lepiej oszacować rzeczywistą żywotność uszczelki niż sam tylko okres kalendarzowy.
Nieprawidłowy moment dokręcania oraz nieregularne dociskanie
PHE to precyzyjne urządzenie mechaniczne, a nie po prostu układ rurociągów wymagający momentu dokręcania do samego końca. Jedną z najczęstszych przyczyn wycieków podczas serwisowania w małych i średnich przedsiębiorstwach jest nieprawidłowa moc dokręcenia śrub łączących przy ponownej montażu po czyszczeniu lub rozbieraniu do inspekcji. Każdy ramowy zestaw ma określoną wartość docisku – często podawaną jako całkowita grubość uszczelki i płyt – którą należy osiągnąć równomiernie na całej powierzchni płyt poprzez stosowanie momentu dokręcania w schemacie przekątnym. Przeciąganie powoduje zgniecenie i nadmierne ściśnięcie uszczelki, uszkodzenie niezwykle cienkich płyt falistych (często o grubości zaledwie 0,5–0,6 mm) oraz obciążenie pręta w obszarze łożysk ramy. Zbyt słabe dokręcenie skutkuje niewystarczającym dociskiem uszczelki, co umożliwia przepływ medium przez poszczególne kanały w trakcie eksploatacji oraz wyciek na zewnątrz po bokach; jeszcze bardziej krytyczne jest jednostronne dokręcenie, które powoduje pochylenie płyt i powstanie mikroprzerw – ich rozmiar jeszcze bardziej się zwiększa po wystąpieniu rozszerzenia termicznego. Gdy zalecamy moment dokręcania, zalecamy jego zastosowanie z użyciem kalibrowanego klucza dynamometrycznego w schemacie krzyżowym/gwiazdkowym przy każdej fazie montażu, w co najmniej trzech etapach, aż do osiągnięcia określonej długości docisku; ponadto należy zmierzyć długość zestawu uszczelki przed i po zastosowaniu momentu dokręcania (jeśli różnica przekracza 2 mm względem wartości podanej na tabliczce znamionowej, zalecamy przerwanie procesu i ponowną ocenę zestawu płyt pod kątem zanieczyszczenia między płytami lub ich wygięcia w miejscu zanieczyszczenia).
Korozja punktowa na powierzchni płyty
Choć nowoczesne morskie wymienniki ciepła płytowe (PHE) wykonane z tytanu lub stali nierdzewnej 316L nie są w pełni odporne na korozję lokalną. Wytwarzanie się ubytków (pitting), charakteryzujących się małymi, głębokimi otworami na powierzchni płyt, zazwyczaj rozpoczyna się w rowku uszczelki lub w strefach stagnacji tworzonych przez strefę rozdziału przepływu. Dwoma głównymi przyczynami pittingu są agresywne stężenia chlorków (często występujące w wodzie morskiej w klimacie tropikalnym lub w wodzie słonawej) oraz niska prędkość przepływu czynnika roboczego, ponieważ przy wystarczająco niskiej prędkości przepływu osadzają się osady, które mogą tworzyć ognisko galwaniczne pod sobą. Gdy ubytki przebiją całą grubość płyty, zanika izolacja między dwoma strumieniami czynników roboczych, co prowadzi do przecieków zarówno wewnętrznych (mieszania się strumieni), jak i zewnętrznych. W SME stwierdziliśmy, że pitting jest często błędnie diagnozowany jako awaria uszczelki, co skutkuje niepotrzebną rutynową wymianą uszczelek bez eliminacji właściwej przyczyny. Wczesne wykrywanie pittingu polega na przeprowadzeniu testu penetracyjnego barwnikowego na płytach podczas ręcznego przeglądu, szczególnie na powierzchni wymiany ciepła w okolicy portów dopływowych. Ponadto nigdy nie należy dopuszczać, aby prędkość przepływu wody morskiej przez PHE spadła poniżej 1,5 m/s, aby zapobiec osadzaniu się cząstek. Jeśli statek pracuje głównie przy obciążeniu częściowym, należy rozważyć zastosowanie linii obejściowej lub recyrkulacyjnej, aby utrzymać prędkość przepływu powyżej tego progu.
Nieprawidłowe ustawienie płyty i wypchnięcie uszczelki podczas ponownej montażu
Jeszcze poważniejszym problemem – i zdecydowanie łatwiejszym do uniknięcia – jest wyciek spowodowany nieprawidłowym ponownym montażem jednostki. Płyty mają określony „właściwą stronę” (uszczełki znajdują się na przodem/tyłem naprzemiennie), a także muszą być układane w stos w odpowiedniej kolejności. Jeśli płyta zostanie umieszczona do góry nogami lub – co występuje znacznie częściej – odwrotnie (z uszczelką po niewłaściwej stronie), kanały przepływowe na sąsiednich płytach nie będą się pokrywać, a uszczelka nie utworzy prawidłowego, metalowo-metalowego połączenia z sąsiednią płytą. W wielu przypadkach prowadzi to nie tylko do natychmiastowego wewnętrznego obejścia, ale jeśli sąsiednia płyta znajdzie się wystarczająco blisko, może również wystąpić wyciek z najbardziej oddalonego narożnika uszczelki na zewnątrz, do otoczenia. Na koniec bardzo łatwo jest, aby podczas układania kolejnych płyt w stos uszczelka po prostu się uniosła i „wyjęła się” z rowka (szczególnie jeśli w rowku pozostaje stara klejowa warstwa lub brud). Zmiana położenia o zaledwie 2–3 mm w górę wystarcza, aby uszczelka przestała działać skutecznie, co prowadzi zarówno do wewnętrznego obejścia, jak i potencjalnego wycieku na zewnątrz. Dlatego w procedurach warsztatowych SME każda płyta jest starannie czyszczona, rowek uszczelkowy sprawdzany pod lupą, a każda uszczelka delikatnie wtapiana na miejsce (miękkim młotkiem) przed ułożeniem kolejnej płyty. Stała strzałka wskazująca górną i dolną część stosu umożliwia zespołowi inżynieryjnemu wizualne sprawdzenie, czy płyty zostały ułożone „właściwą stroną do przodu”.
Wniosek: czujność to najlepszy środek uszczelniający
Nie chodzi o to, czy czy kiedy wymieniacz ciepła z płyt będzie wyciekał, lecz raczej o to, kiedy to nastąpi – i kiedy masz pełną kontrolę nad tym procesem. Dzięki systematycznemu stosowaniu zaplanowanego podejścia do zarządzania zużyciem uszczelek w miarę starzenia się urządzenia, prawidłowemu dokręcaniu śrub zgodnie z zalecanymi procedurami, czujnej inspekcji zmęczenia materiału oraz oznak naprężeń mechanicznych oraz – wreszcie – skrupulatnemu i ostrożnemu ponownemu montażowi można wydłużyć żywotność Twojego wymieniacza płytowego (PHE) o dziesięciolecia i uniknąć kosztownych zanieczyszczeń oraz drogich nagłych interwencji serwisowych. W grupie SME, dysponującej ponad 100 inżynierami i działającej w ramach standardów ISO 9001, ISO 14001 oraz ISO 45001, oferujemy kompleksową obsługę Twoich urządzeń bezpośrednio na pokładzie statku – wraz z szczegółowymi inspekcjami, dostawą części zamiennych oraz pełnymi przeglądami warsztatowymi w stoczniach na całym świecie, w tym również w Chinach kontynentalnych. Gwarancja serwisowa na okres 12 miesięcy świadczy o naszych standardach jakości; a gdy realizujemy naszą filozofię działania „celujemy dalej niż Twoje obawy”, jesteśmy zadowoleni dopiero wtedy, gdy każda uszczelka została sprawdzona, każda linia zużycia zarejestrowana, a każda potencjalna ścieżka przecieku zidentyfikowana.