Quali sono le cause di guasto della tenuta negli scambiatori di calore volumetrici?

Scambiatori di calore volumetricisono un nuovo tipo di apparecchiature per lo scambio di calore, ampiamente utilizzate nel campo industriale. Tuttavia, durante il funzionamento, il guasto della tenuta degli scambiatori di calore volumetrici è un problema comune. Questo problema pregiudica gravemente il normale funzionamento e causa numerosi problemi alla produzione. Quindi, quali sono le cause del guasto della tenuta negli scambiatori di calore volumetrici?

Anche i rapidi cambiamenti di temperatura possono portare al guasto della tenuta. Quando la temperatura cambia rapidamente, il coefficiente di espansione lineare, la deformazione elastica e il precarico di tenuta della guarnizione in gomma non corrisponderanno. Ciò riduce il precarico della tenuta, rendendo la capacità di carico-della pressione del dispositivo molto inferiore alla pressione di progetto nominale. Quando la temperatura cambia troppo rapidamente, l'elasticità della guarnizione non corrisponde al precarico di tenuta, con il risultato che la capacità di carico-della pressione dell'apparecchiatura risulta inferiore alla pressione nominale di progetto e causa quindi perdite.

Anche condizioni diverse del mezzo di processo possono causare guasti alla tenuta. Ad esempio, il vapore sovrasaturo alla stessa temperatura può causare la rottura del telo sigillante in breve tempo. Al contrario, il vapore saturo alla stessa temperatura può formare un film d'acqua sulla superficie della guarnizione, che svolge un ruolo protettivo per la guarnizione.

All'aumentare del tempo di servizio, il materiale della guarnizione di tenuta invecchierà di conseguenza. Ciò compromette l'effetto di tenuta e influisce sulla prestazione di tenuta dello scambiatore di calore a piastre. Per le apparecchiature utilizzate o inattive da diversi anni, l'invecchiamento del materiale di tenuta può influire sull'affidabilità della tenuta. Dovremmo selezionare guarnizioni di tenuta realizzate con materiali appropriati in base alle caratteristiche del mezzo, utilizzare guarnizioni di tenuta diverse in base alle diverse condizioni operative e sostituirle tempestivamente con altre nuove durante la manutenzione.

Nel sistema possono verificarsi carichi d'urto anomali, come colpi d'ariete e colpi di gas. Si tratta di un fenomeno che solitamente non è facile da osservare per gli operatori. Il picco di pressione istantaneo causato dall'impatto è spesso da 1 a 3 volte superiore alla normale pressione di esercizio. Ciò provoca lo spostamento delle guarnizioni di tenuta in gomma installate nello scambiatore di calore a piastre, causando la rottura della tenuta.

Gli scambiatori di calore utilizzano principalmente la gomma EPDM (etilene propilene diene monomero) come guarnizione di tenuta. A causa dell'elevata temperatura di ingresso e dell'effetto della forza di serraggio, l'elemento zolfo (S) nella guarnizione entra in contatto con la piastra, generando alcuni solfuri. Ciò favorisce la comparsa e l'espansione della corrosione.

Lo spazio tra i canali di flusso dello scambiatore di calore a piastre è piccolo e varia da 2,5 mm a 6,0 mm. È probabile che corpi estranei con un diametro maggiore di 1,5 mm - 3,0 mm blocchino i canali, provocando guasti all'apparecchiatura dovuti a intasamento. Pertanto, dovremmo installare un filtro a rete grossolana o un dispositivo di lavaggio all'ingresso del mezzo. Ciò può prevenire efficacemente l'intasamento delle apparecchiature e migliorare l'effetto di scambio termico.

Le incrostazioni ridurranno il coefficiente di trasferimento del calore e, nei casi più gravi, bloccheranno i canali della piastra. Le piastre dello scambiatore di calore sono progettate con un gran numero di punti di contatto di supporto, che sono luoghi in cui è facile accumulare impurità solide o fibre. Ciò rende facile che il fluido formi ristagni locali e causi incrostazioni. Inoltre, Ca²⁺ e Mg²⁺ nel mezzo precipiteranno come solidi formando incrostazioni. Sebbene incrostazioni e intasamenti abbiano cause diverse, il loro impatto è lo stesso.

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Parametri di progettazione dello scambiatore di calore