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O modesto trocador de calor de placas (PHE) tornou-se um padrão industrial para uma gestão térmica eficiente, não apenas em aplicações marítimas e offshore, mas também em uma ampla gama de processos industriais. Contudo, sua eficiência e confiabilidade dependem de um herói anônimo: a junta. O PHE deve sua eficiência e confiabilidade a esse herói anônimo, a junta. Escolher a solução elastomérica errada pode levar a falhas prematuras, paradas dispendiosas, contaminação cruzada indesejável e, por fim, penalidades financeiras. Com base em mais de 20 anos de experiência e mais de 500 projetos anuais de retrofit e manutenção em diversos setores, a SME sabe que acertar na escolha depende da ciência, não da arte. Esta orientação explorará os fatores críticos necessários para selecionar uma solução duradoura adequada.
Compreender o Ambiente Operacional: Temperatura e Pressão
O primeiro e talvez o fator mais crítico na seleção de juntas é o ciclo térmico e mecânico de operação. Como todos os elastômeros têm uma faixa de "uso" limitada, em que o tempo de exposição às temperaturas extremas (alta e baixa) acelera o envelhecimento, ocorrerá deformação permanente por compressão, resultando em vazamentos.
Temperaturas Baixas (Abaixo de 0 °C) : A borracha nitrílica butadiênica (NBR) padrão torna-se extremamente frágil; nessas temperaturas, prefira o copolímero de etileno-propileno-dieno-monômero (EPDM) ou grades especiais para baixas temperaturas.
Temperaturas Marítimas Padrão (-15 °C a 120 °C): A NBR funciona bem como a opção comum, econômica e confiável para sistemas de água de refrigeração e óleo lubrificante.
Temperaturas Altas (Acima de 130 °C): Este é o local onde encontrará as aplicações para EPDM (água/vapor) ou Fluorocarbono (FKM/Viton). Tenha em mente que a pressão é inversamente proporcional à temperatura; portanto, ao aumentar a temperatura, a pressão máxima de trabalho deve diminuir. Na SME, verificamos isso comparando os dados da nossa gama de materiais com o seu pico de pressão relevante, para garantir que não ocorram problemas de pressão relacionados à força de compressão necessária.
Compatibilidade Química: A Regra "Correspondência de Meio"
A aplicação na qual o fluido circula através do seu PHE determina a compatibilidade de materiais necessária. Como podem causar inchaço excessivo, endurecimento ou formação de bolhas no material da junta, o descumprimento desta regra significa catástrofe para a junta! Classificamos os fluidos de forma ampla em três grupos, sendo a informação fornecida relativa aos fluidos que apresentam bom desempenho nas configurações de materiais indicadas abaixo.
Óleos, hidrocarbonetos e combustíveis: A opção preferencial para óleo combustível pesado, óleos lubrificantes e fluidos hidráulicos é NBR , que exibe boa resistência à maioria dos produtos derivados de petróleo. Para óleos quentes e fluidos com alto teor aromático, utilize FKM.
Água, vapor e salmoura: O EPDM é ideal para aplicações de refrigeração com água do mar, água doce e vapor, devido à sua resistência à água quente e ao vapor. No entanto, um erro comum é utilizar EPDM em aplicações com óleo; nesse caso, a junta inchará e será extrudida do kit e do conjunto de placas.
Ácidos e álcalis: Quando tanques químicos estão em uso ou quando scrubbers estão operando, a concentração do meio torna-se muito importante. O FKM possui amplas propriedades de resistência, mas pode ser necessário utilizar compostos especiais de butil ou HNBR caso estejam envolvidos produtos químicos extremamente agressivos. A nossa equipe sempre solicitará a Ficha de Dados de Segurança (FDS) de qualquer meio químico antes de fornecer uma cotação para a seleção da vedação e do material.
Avalie a tensão mecânica e o escoamento por compressão
Embora a junta deva ter algo que simplesmente se assente, ela deve reter certa ‘memória’ para garantir que a força de aperto sela completamente as aberturas da placa contra as juntas. Esse valor é medido pela resistência à deformação permanente por compressão.
Vibração constante: A vibração contínua ocorre em embarcações marítimas. Após compressão prolongada, a elasticidade (ou recuperação, baixa deformação permanente por compressão) de qualquer junta fica comprometida, o que lhe confere tendência a deslizar, gerando pequenas fugas. Embora EPDM e NBR geralmente apresentem bom desempenho na faixa de temperatura adequada, a natureza da própria formulação polimérica é, de fato, o fator-chave.
Projeto da placa: Diferentes projetos de placas PHE impõem tensões de cisalhamento variáveis sobre a junta. Em nossa oficina de Nantong, encontramos frequentemente falhas nas quais a junta, embora quimicamente compatível, é excessivamente mole para a geometria específica da placa, causando extrusão para os canais de fluxo. A dureza da junta (escala Shore A) é sempre especificada em função da folga entre placas e da pressão do sistema.
Considere a vida útil e os intervalos de manutenção
Há um compromisso entre o investimento inicial para a junta e o que se ganha em termos de confiabilidade a longo prazo. Pagar significativamente mais por FKM em vez de NBR pode ser vantajoso se seu fluido operar a 150 °C e o sistema exigir limpeza química mensal; o FKM pode durar cinco vezes mais ou mais.
Garantia e segurança: Embora a garantia de 12 meses completos cubra todos os trabalhos do projeto, também informamos nossos clientes sobre o que seus equipamentos devem fazer em relação às horas de operação. Em casos em que as docagens secas não são particularmente frequentes e o projeto relevante envolve sistemas críticos, sugerimos uma atualização de material proporcional ao plano de manutenção da embarcação.
Realidade no local: No ambiente marinho agressivo de um estaleiro, a junta também precisa resistir à pulverização periódica de solventes de limpeza e a alguns jatos de lava-jatos de alta pressão. Não apenas o fluido interno, mas também o ambiente externo é considerado ao avaliar sua capacidade de suportar todas as fontes externas que, com o tempo, poderiam se tornar pontos de início para fissuras que se propagam pela superfície.
O Valor da Conformidade Certificada e da Aquisição Autêntica
Por fim, lembre-se da rastreabilidade: ela é essencial para fornecer mais de 1.000 embarcações anualmente com nossas peças de reposição, e somos certificados pelas normas ISO 9001, 14001 e 45001. Isso garante que cada lote de material para juntas seja verificado contra seu certificado de lote. Juntas falsificadas de qualidade inferior contêm menos borracha, mais cargas na fórmula e podem ter um preço inicialmente menor, mas geram custos 200 % maiores devido à perda de tempo operacional.
Portanto, recomendamos que você agende uma visita com nosso parceiro certificado tecnicamente, que realizará, no local, a medição da profundidade da face da junta, da profundidade da placa e da dureza do elastômero. Independentemente de ser necessário um reparo rápido em serviço no estaleiro, em qualquer ponto do globo, ou uma modernização programada no continente chinês, o objetivo final continua sendo o uso da junta correta para garantir que sua eficiência térmica não seja afetada a longo prazo e que a vida útil das suas placas PHE seja estendida ao máximo.