EN
Trong tất cả các góc nhìn ở buồng máy, một bộ trao đổi nhiệt tấm (PHE) đang rỉ, nhỏ giọt hoặc phun chất lỏng có lẽ là cảnh tượng gây lo lắng nhất. Không chỉ bạn mất chất lỏng mà một chỗ rò rỉ còn biểu thị một sự xâm nhập không thể chấp nhận được giữa hai hệ thống cơ bản — thường là giữa hệ thống làm mát động cơ và hệ thống nước biển, hoặc giữa dầu bôi trơn và hệ thống làm mát động cơ. Một vết rò rỉ vi mô không được phát hiện hoặc xử lý kém có thể nhanh chóng dẫn đến sự cố nhiễm chéo, tạo ra dầu bôi trơn nhũ tương, các chi tiết thân động cơ bị ăn mòn hoặc thậm chí là sự cố hoàn toàn của hệ thống nước áo (jacket water system). Trong 22 năm qua, SME Group đã thực hiện hơn 500 dự án bảo trì và nâng cấp hàng hải mỗi năm, và các chuyên gia kỹ thuật của chúng tôi đã xác định nguyên nhân rò rỉ PHE trên hàng trăm tàu thuộc mọi loại hình, chủ yếu bắt nguồn từ khoảng sáu nguyên nhân gốc phổ biến. Bài viết dưới đây trình bày những nguyên nhân thường gặp nhất và cung cấp cho bạn các mẹo nhằm giảm thiểu nguy cơ rò rỉ của PHE.
Lão hóa gioăng: Cứng lại và bị ép lọt ra ngoài
Các gioăng là các yếu tố làm kín chính của bộ trao đổi nhiệt tấm (PHE) và cũng là điểm yếu nhất. Khi già đi và chịu nhiệt độ cao, nước biển có tính ăn mòn chứa clo, cũng như các chu kỳ nén lặp đi lặp lại, vật liệu đàn hồi mất khả năng phục hồi sau hiện tượng biến dạng dẻo do nén. Một gioăng nitrile (NBR) dùng cho bộ làm mát dầu đã được phát hiện trở nên giòn khi tiếp xúc liên tục ở nhiệt độ trên 90°C và không thể thích nghi với các khuyết tật bề mặt. Một gioăng EPDM phù hợp cho phía nước biển nhưng có thể phồng lên hoặc mềm ra (dẫn đến hiện tượng ép lọt qua khe hở giữa các tấm) do bị nhiễm bẩn bởi sương dầu hoặc mỡ. Hiện tượng ép lọt là vấn đề đặc biệt nghiêm trọng vì biến dạng tạo thành một mép vật liệu mỏng, làm thay đổi vĩnh viễn hình dáng gioăng — một khi đã bị ép lọt, gioăng EPDM sẽ không bao giờ còn khả năng làm kín nữa, ngay cả khi siết lại. Tại SME, các kỹ sư dịch vụ thường phát hiện những gioăng đã sử dụng tới năm năm, bị suy giảm hơn 30% khả năng phục hồi sau biến dạng dẻo do nén (bất kể tình trạng bề ngoài). Chúng tôi ưu tiên kế hoạch thay thế chủ động dựa trên tổng số giờ vận hành và mức độ tiếp xúc nhiệt trước đây của gioăng, thay vì kế hoạch thay thế phản ứng khi PHE bắt đầu rò rỉ và hiệu suất suy giảm nghiêm trọng. Ngày lắp đặt và số chu kỳ nhiệt (các lần khởi động – dừng) mà gioăng đã trải qua sẽ đánh giá tuổi thọ hữu ích chính xác hơn nhiều so với chỉ dựa vào thời gian theo lịch.
Mô-men xiết lắp đặt không đúng và nén không đều
Một bộ trượt nhiệt (PHE) là thiết bị cơ khí chính xác, không đơn thuần chỉ là hệ thống ống dẫn cần siết mô-men xoắn đến cùng. Một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây rò rỉ trong quá trình bảo trì tại các doanh nghiệp vừa và nhỏ (SME) là việc siết bu-lông liên kết quá chặt hoặc quá lỏng khi lắp lại sau khi vệ sinh hoặc tháo rời để kiểm tra. Mỗi khung có một kích thước nén xác định — thường được quy định dưới dạng tổng độ dày của gioăng và các bản tấm — và yêu cầu đạt được sự nén đồng đều trên toàn bộ bề mặt tấm bằng cách siết mô-men xoắn theo kiểu chéo. Siết quá chặt sẽ làm nát và nén gioăng, gây hư hại các bản tấm gợn sóng cực mỏng (thường chỉ dày từ 0,5 đến 0,6 mm) và tạo ứng suất lên thanh đỡ xuyên qua các ổ bi của khung. Siết quá lỏng dẫn đến áp lực lên gioăng không đủ, khiến môi chất đi tắt qua từng kênh riêng lẻ và rò ra hai bên; nghiêm trọng hơn, nếu siết lệch một phía sẽ làm méo các bản tấm, tạo khe hở vi mô — khe hở này còn mở rộng thêm khi giãn nở nhiệt xảy ra. Khi chúng tôi đề xuất giá trị mô-men xoắn, chúng tôi khuyến nghị sử dụng cờ-lê hiệu chuẩn và siết theo mẫu hình chữ thập / hình sao trong mọi lần lắp ráp, thực hiện ít nhất ba bước tăng dần cho đến khi đạt chiều dài nén quy định; đồng thời đo chiều dài chồng gioăng trước và sau khi siết mô-men xoắn (nếu giá trị này chênh lệch hơn 2 mm so với thông số ghi trên nhãn hiệu, chúng tôi khuyến nghị dừng ngay và kiểm tra lại chồng bản tấm nhằm phát hiện tạp chất kẹt giữa các bản hoặc các bản bị cong tại vị trí có tạp chất).
Ăn mòn điểm trên bề mặt tấm
Mặc dù các bộ trao đổi nhiệt bản mỏng (PHE) hiện đại dùng trong môi trường biển, được chế tạo từ titan hoặc thép không gỉ 316L, không hoàn toàn chống chịu được ăn mòn cục bộ. Hiện tượng ăn mòn điểm (pitting), đặc trưng bởi những lỗ nhỏ và sâu trên bề mặt bản, thường bắt đầu tại rãnh gioăng hoặc các vùng lưu động hình thành ở khu vực phân phối dòng chảy. Hai nguyên nhân chính gây ra ăn mòn điểm là nồng độ clorua cao (phổ biến trong nước biển ở khí hậu nhiệt đới hoặc nước lợ) và vận tốc chất lỏng thấp, vì khi dòng chảy chậm đủ để cho phép cặn lắng xuống, lớp cặn này có thể tạo thành một tế bào điện hóa tập trung ngay phía dưới nó. Khi ăn mòn điểm xuyên thủng toàn bộ độ dày bản, ranh giới giữa hai dòng chất lỏng bị phá vỡ, dẫn đến rò rỉ cả bên trong (trộn lẫn) lẫn bên ngoài. Tại SME, chúng tôi nhận thấy hiện tượng ăn mòn điểm thường bị chẩn đoán nhầm là hỏng gioăng, khiến việc thay thế gioăng định kỳ trở nên không cần thiết và không giải quyết được nguyên nhân gốc rễ. Việc phát hiện sớm ăn mòn điểm bao gồm thực hiện kiểm tra thẩm thấu bằng thuốc nhuộm trên các bản trong quá trình bảo dưỡng thủ công, đặc biệt ở bề mặt truyền nhiệt xung quanh các cổng vào. Ngoài ra, tuyệt đối không để vận tốc dòng nước biển đi qua PHE giảm dưới 1,5 m/s nhằm ngăn ngừa lắng cặn. Nếu tàu của bạn thường hoạt động chủ yếu ở tải thấp, hãy cân nhắc lắp đặt đường nối tắt hoặc đường tuần hoàn để duy trì vận tốc dòng chảy trên ngưỡng này.
Lệch vị trí tấm và dịch chuyển gioăng trong quá trình lắp ráp lại
Một vấn đề nghiêm trọng hơn nữa — và chắc chắn dễ tránh hơn — là rò rỉ do lắp ráp lại không đúng cách một cụm. Các tấm có định hướng "đúng chiều" (với gioăng đặt lần lượt ở mặt trước/mặt sau) và phải được xếp chồng theo đúng trình tự. Nếu một tấm bị lật ngược hoặc, phổ biến hơn nhiều, bị lắp sai chiều (với gioăng đặt ở mặt sai), các kênh dẫn chất lỏng trên hai tấm liền kề sẽ không thẳng hàng, và gioăng sẽ không thể tạo ra mối nối kim loại–kim loại thực sự với tấm bên cạnh. Trong nhiều trường hợp, điều này không chỉ gây rò lọt nội bộ ngay lập tức mà còn, nếu hai tấm liền kề tiếp cận đủ gần nhau, sẽ làm rò rỉ từ góc xa nhất của gioăng sang không khí bên ngoài. Cuối cùng, trong quá trình lắp các tấm tiếp theo vào chồng, gioăng rất dễ bị nâng lên và bật khỏi rãnh cố định (đặc biệt nếu rãnh đó vẫn còn keo cũ hoặc bụi bẩn). Chỉ cần dịch chuyển lên trên 2–3 mm cũng đủ khiến gioăng mất hiệu lực, dẫn đến cả rò lọt nội bộ lẫn rò rỉ tiềm ẩn ra bên ngoài. Vì vậy, trong quy trình xưởng của SME, mỗi tấm đều được làm sạch kỹ lưỡng, rãnh gioăng được kiểm tra dưới kính phóng đại, và từng gioăng được gõ nhẹ vào vị trí (bằng búa có đầu mềm) trước khi lắp tấm kế tiếp. Một mũi tên vĩnh viễn đánh dấu phía trên và phía dưới của chồng tấm giúp đội kỹ thuật của chúng tôi kiểm tra trực quan để đảm bảo chồng tấm được lắp đúng chiều.
Kết luận: Sự cảnh giác là chất bịt kín tốt nhất
Đây không phải là vấn đề liệu bộ trao đổi nhiệt dạng bản (plate heat exchanger) của quý vị có rò rỉ hay không, hay khi nào nó sẽ rò rỉ, mà là vấn đề về thời điểm quý vị hoàn toàn kiểm soát được điều đó. Bằng cách áp dụng một cách tiếp cận có kế hoạch để quản lý sự hao mòn của gioăng theo tuổi thọ, thực hiện đúng quy trình siết mô-men xoắn, kiểm tra cẩn trọng tình trạng mỏi vật liệu và các dấu hiệu ứng suất cơ học, cùng cuối cùng là lắp ráp lại một cách tỉ mỉ và cẩn thận, quý vị có thể kéo dài tuổi thọ vận hành của thiết bị PHE thêm vài chục năm, đồng thời tránh được những chi phí tốn kém do nhiễm bẩn và những lần gọi khẩn cấp đắt đỏ. Tại SME Group — với hơn 100 kỹ sư sẵn sàng hỗ trợ và hoạt động trong khuôn khổ các tiêu chuẩn ISO9001, ISO14001 và ISO45001 — chúng tôi có thể bảo trì thiết bị chứa (vessels) của quý vị ngay trên tàu, bao gồm kiểm tra toàn diện, cung cấp phụ tùng thay thế và đại tu hoàn chỉnh tại các xưởng đóng tàu trên toàn cầu — trong đó có cả khu vực Trung Quốc đại lục. Cam kết bảo hành dịch vụ trong 12 tháng phản ánh rõ ràng các tiêu chuẩn của chúng tôi; và khi thực hiện triết lý ‘vượt xa hơn nỗi lo của quý vị’, chúng tôi chỉ cảm thấy hài lòng khi từng chiếc gioăng đã được quan sát kỹ lưỡng, từng đường mòn mài mòn đã được ghi chép đầy đủ và từng đường dẫn rò rỉ tiềm ẩn đã được xác định.