Diagnòstic i correcció de sorolls inusuals en intercanviadors de calor de PTFE

La setmana passada l'intercanviador de calor de PTFE va començar a sonar. Al principi era feble, però ara es pot escoltar per tot arreu. Hi ha alguna cosa incorrecta i ignorar-ho pot provocar la fallada del feix de tubs.
Les orelles de l'operador són una eina de diagnòstic: sabeu com sona normal. Els tubs dels intercanviadors de calor de PTFE són intencionadament prims i flexibles per adaptar-se a l'expansió tèrmica, però aquesta flexibilitat també fa que el paquet sigui molt susceptible a la vibració. Si la velocitat del flux supera el límit de disseny, generalment superior a 2 m/s en els tubs, fixat pel fabricant, el despreniment dels vòrtexs genera forces periòdiques que exciten els tubs a la seva freqüència natural. A continuació, els tubs s'associen contra els deflectors o altres tubs creant el característic sonar o brunzit. Els micro-impactes repetits amb el pas del temps indueixen un desgast per desgast que consumeix la superfície de PTFE i crea fuites per forats. El cop d'ariet és una ona de pressió forta causada per tancaments ràpids de vàlvules o desplaçaments de la bomba. Pot provocar un sol cop fort o cops de martell repetits. Les peces internes soltes (deflectors que s'han solt, cargols que s'han afluixat o suports que s'han desplaçat) causen sorolls o cops erràtics no relacionats amb el flux. Qualsevol nou soroll s'ha d'atendre immediatament, ja que el tub de PTFE no suporta vibracions a llarg termini.
Inicieu el diagnòstic controlant la velocitat del flux tant al costat del tub com al costat de la carcassa. Compareu el cabal i la densitat del fluid amb el full de dades de disseny original. Si la velocitat és només una mica per sobre del límit, és pràcticament segur que el soroll serà vibració induïda pel flux-. A continuació, escolteu atentament el ritme mentre la màquina funciona. Si escolteu un brunzit constant i continu, o una freqüència tonal clara, això és el despreniment del vòrtex i la ressonància del tub. Les peces soltes sovint provocaran un soroll irregular i intermitent o un soroll metàl·lic. El cop d'arieta s'indica tradicionalment per un cop sobtat i fort o una successió de cops consistents amb el funcionament de la vàlvula o l'arrencada/parada de la bomba.
El cabal es redueix estrangulant una vàlvula aigües avall o reduint la velocitat de la bomba durant un període de prova curt. Si el soroll s'atura o disminueix ràpidament, la causa principal és la velocitat del flux. Si el soroll és consistent, es tracta d'una soltura mecànica, no de dinàmica de fluids. Amb la unitat encara aïllada, comproveu tots els suports externs, subjecteu-els cargols i les connexions dels broquets per veure'ls fluixos. Comproveu la carcassa per detectar qualsevol moviment o vibració observable transferit a la base. Per als cops d'ariet, controleu quant de temps triguen les vàlvules grans a tancar-se. Qualsevol cosa més ràpida de cinc segons en línies superiors a 150 mm pot crear ones de pressió devastadores.
Les mesures correctores es determinen a partir de la causa verificada. La manera més senzilla de corregir la vibració-induïda del flux és disminuir permanentment la velocitat introduint una placa d'orifici o un limitador de flux al costat afectat o canviant la velocitat de la bomba amb un accionament de freqüència- variable. Si els requisits del procés no permeten un flux reduït, el paquet pot requerir suports de tub addicionals o deflectors redissenyats amb espais lliures més ajustats per reduir la vibració. En circumstàncies extremes, tot el paquet de tubs s'ha de substituir per un de dissenyat expressament amb elements anti-vibracions, com ara tires metàl·liques esteses o suports addicionals de mig-span.
Per evitar els cops de ariete, connecteu un supresor de sobretensions (acumulador de tipus bufeta) adjacent a l'entrada de l'intercanviador o instal·leu actuadors de tancament lent a les vàlvules. Canviar el temps de tancament de la vàlvula de segons a deu segons o més normalment aturarà completament el cop. Les peces internes soltes requereixen un apagat controlat. Torneu a torçar tots els cargols disponibles segons les especificacions del fabricant, substituïu els deflectors danyats i assegureu-vos que els suports dels tubs estiguin col·locats correctament. Torneu a muntar i torneu a executar la prova de reducció-de flux per verificar que el soroll s'ha reduït.
Si el soroll es manté després d'aquestes accions o si torna a aparèixer en uns dies, és probable que el paquet hagi patit danys irreversibles. En aquesta etapa, l'intercanviador s'ha de posar fora de servei i el paquet de tubs s'ha d'enviar per a una inspecció professional i una possible retubació. L'escalada ràpida a les fuites i la contaminació del procés encara està amenaçada per l'operació.
El cop de ariete és una ona de pressió i un supressor de sobretensions és el seu amortidor. Cada sonall o brunzit nou és un avís de diagnòstic d'emergència, no un soroll de fons de la planta. Els operadors detecten problemes mentre encara són barats de corregir. La detecció precoç de la vibració causada pel flux, el cop d'ariet o les peces soltes minimitza el desgast per frec, el col·lapse del tub i la costosa substitució del paquet. Un intercanviador eficaç i durador és silenciós. Els intercanviadors de calor de PTFE estan dissenyats per a anys de funcionament segur i fiable amb una atenció constant al so, la velocitat i la integritat del suport.