Cum să alegeți materialul potrivit pentru garniturile schimbătoarelor de căldură cu plăci

Schimbătorul de căldură cu plăci (PHE) a devenit un standard industrial pentru gestionarea eficientă a căldurii, nu doar în aplicațiile marine și offshore, ci și într-o gamă largă de procese industriale. Totuși, eficiența și fiabilitatea sa depind de un erou necunoscut: garnitura. Eficiența și fiabilitatea PHE se datorează acestui erou necunoscut: garniturii. Alegeți o soluție elastomerică incorectă și veți confrunta eșecuri premature, întreruperi costisitoare ale activității, contaminare încrucișată nedorită și, în cele din urmă, sancțiuni financiare. Pe baza a peste 20 de ani de experiență și a peste 500 de proiecte anuale de modernizare și service într-o gamă variată de industrii, SME știe că alegerea corectă se bazează pe știință, nu pe artă. Această ghidare va explora factorii esențiali necesari pentru a alege o soluție durabilă și potrivită.

Înțelegeți mediul de funcționare: temperatură și presiune

Primul și probabil cel mai important factor în alegerea garniturii este ciclul termic și mecanic de funcționare. Deoarece fiecare elastomer are un domeniu „utilizabil” limitat, în care timpul petrecut la valorile extreme (superioară și inferioară) determină o scădere a ratei de îmbătrânire, se va observa o deformare plastică sub compresiune, cu apariția de scurgeri.

Temperaturi scăzute (sub 0°C) : Cauciucul standard de nitril-butadienă (NBR) devine extrem de casant; în aceste temperaturi se recomandă utilizarea cauciucului etilen-propilen-dien-monomer (EPDM) sau a unor grade speciale pentru temperaturi scăzute.

Temperaturi marine standard (-15°C până la 120°C): NBR funcționează bine ca un material ieftin, fiabil și uzual pentru sistemele de apă de răcire și ulei de ungere.

Temperaturi ridicate (peste 130°C): Aici veți găsi aplicațiile pentru EPDM (apă/abur) sau fluorocarbon (FKM/Viton). Rețineți că presiunea este invers proporțională cu temperatura, deci, atunci când temperatura crește, presiunea maximă de lucru trebuie să scadă. La SME, verificăm acest aspect comparând datele din gama noastră de materiale cu vârful de presiune relevant pentru dumneavoastră, pentru a garanta absența problemelor legate de presiune în ceea ce privește forța necesară de compresie.

Compatibilitate chimică: Regula «Potrivirea mediilor»

Aplicația în care fluidul curge prin schimbătorul dumneavoastră cu plăci determină compatibilitatea materialului de care aveți nevoie. Întrucât pot provoca umflare excesivă, rigidizare sau formare de bule în materialul garniturii, nerespectarea acestei reguli duce la o defecțiune gravă a garniturii! Clasificăm fluidele în mod general în 3 categorii, iar informațiile furnizate se referă la fluidele care funcționează bine în configurațiile de materiale indicate mai jos.

Uleiuri, hidrocarburi și combustibili: Opțiunea recomandată pentru uleiul greu de combustie, uleiurile lubrifiante și lichidele hidraulice este NBR , care afișează o bună rezistență față de majoritatea produselor pe bază de petrol. Pentru uleiuri fierbinți și fluide cu conținut ridicat de hidrocarburi aromatice, utilizați FKM.

Apă, abur și apă sărată: EPDM este ideal pentru răcirea cu apă de mare, apă dulce și aplicații cu abur, datorită rezistenței sale la apă caldă și abur. Totuși, o greșeală frecventă constă în utilizarea EPDM în aplicații cu ulei; garnitura se umflă și iese din kit, extrăgându-se din pachetul de plăci.

Acizi și substanțe caustice: În cazul utilizării navei-tanc pentru produse chimice sau al funcționării sistemelor de spălare (scrubbers), concentrația mediilor devine foarte importantă. FKM are proprietăți largi de rezistență, dar poate necesita compuși speciali din butil sau HNBR dacă sunt implicate substanțe chimice extrem de agresive. Echipa noastră va solicita întotdeauna Fișa de date privind siguranța materialelor (MSDS) pentru orice mediu chimic, înainte de a oferi o ofertă pentru selecția etanșării și a materialului.

Evaluați solicitarea mecanică și deformarea plastică permanentă

Deși garnitura trebuie să aibă ceva care stă pur și simplu în poziție, aceasta trebuie să păstreze o anumită «memorie» pentru a asigura faptul că forța de strângere etansează complet orificiile plăcii împotriva garniturilor. Această valoare se măsoară prin rezistența la deformare permanentă sub compresie.

Vibrație constantă: Vibrația continuă are loc pe navele maritime. După o comprimare prelungită, elasticitatea (sau capacitatea de recuperare, respectiv deformarea permanentă scăzută) oricărei garnituri este compromisă, ceea ce îi conferă tendința de alunecare, generând astfel scurgeri mici. Deși EPDM și NBR funcționează, în general, bine în intervalul corespunzător de temperatură, natura formulării polimerice constituie, de fapt, factorul esențial.

Concepția plăcii: Diferitele concepții ale plăcilor PHE exercită eforturi de forfecare variabile asupra garniturii. În atelierul nostru din Nantong întâlnim frecvent cazuri de defectare în care garnitura, deși chimic compatibilă, este prea moale pentru geometria specifică a plăcii, provocând extrudarea acesteia în canalele de curgere. Duritatea garniturii (scara Shore A) este întotdeauna specificată în funcție de distanța dintre plăci și presiunea sistemului.

Luați în considerare durata de funcționare și intervalele de întreținere

Există un compromis între investiția inițială pentru garnitură și fiabilitatea pe termen lung pe care o obțineți. Plătiți semnificativ mai mult pentru FKM în loc de NBR poate fi justificat dacă fluidul dumneavoastră funcționează la 150°C și sistemul necesită curățare chimică lunară; FKM poate dura de cinci ori mai mult sau chiar mai mult.

Garantie și asigurare: Deși garanția de 12 luni complete acoperă întreaga lucrare a proiectului, informăm, de asemenea, clienții noștri despre cerințele privind orele de funcționare ale echipamentului lor. În cazurile în care intrările în doc uscat nu sunt frecvente și proiectul respectiv vizează sisteme critice, sugerăm o îmbunătățire a materialelor proporțional cu planul de întreținere al navei.

Realitatea pe teren: În mediul marin sever dintr-un șantier naval, garnitura trebuie să reziste, de asemenea, pulverizărilor periodice cu solvenți de curățare și unor scurte jeturi cu pistol de spălare sub presiune. Nu doar mediul intern, ci și cel extern este luat în considerare la determinarea capacității acesteia de a tolera toate sursele externe care, în timp, pot deveni locuri de inițiere a fisurilor, care apoi se vor extinde pe suprafață.

Valoarea conformității certificate și a achiziționării autentice

În final, rețineți importanța trasabilității: este esențială pentru a furniza anual peste 1.000 de nave cu piese de schimb. Suntem accreditati cu ISO 9001, 14001 și 45001. Aceasta garantează faptul că fiecare material pentru garnitură este verificat în raport cu certificatul de lot. Garniturile imitate, de calitate inferioară, conțin mai puțin cauciuc și mai mulți umpluturi în formulă și pot avea, inițial, un preț mai scăzut, dar vor genera costuri cu 200 % mai mari datorită timpului pierdut în exploatare.

Prin urmare, vă încurajăm să programați o vizită cu partenerul nostru certificat tehnic, care va efectua pe loc măsurarea adâncimii feței garniturii, adâncimii plăcilor și măsurarea durității cauciucului. Indiferent dacă este vorba de o reparație rapidă în exploatare necesară într-un șantier naval situat în mijlocul globului sau de o modernizare programată în China continentală, obiectivul final rămâne utilizarea garniturii corecte pentru a asigura faptul că eficiența termică nu este afectată pe termen lung și pentru a extinde durata de viață a plăcilor PHE la valoarea optimă.