Com evitar que el vostre intercanviador de calor de PTFE es congeli i s'esquerde a l'hivern

Durant la nit es va produir una olla de fred no estacional. L'aigua de l'intercanviador de calor (PTFE) es va congelar. Els tubs es van dividir al matí i la closca es va abombar. La solució era cara. Un simple drenatge o un modest traçador de calor hauria estalviat l'equip.

Com els danys per congelació

Se sap que el PTFE és un material flexible, per la qual cosa sovint es passa per alt per danys per congelació. Però la flexibilitat no elimina el risc quan l'aigua es congela en gel. Quan l'aigua es congela, s'expandeix al voltant del 9%. Aquesta expansió provoca grans pressions internes en un espai restringit, com ara un tub d'intercanviador de calor o una carcassa.

Els tubs de PTFE es poden deformar sota aquesta pressió i, tot i que no solen trencar-se a l'instant, es pot produir una distorsió irreversible. Les ubicacions més vulnerables són els acoblaments de tub a fulla de tubs, juntes amb juntes i qualsevol lloc on el PTFE entra en contacte amb metall. Aquestes zones són on es concentra l'estrès i són més susceptibles a esquerdes o fuites després d'un esdeveniment de congelació. En circumstàncies extremes, el poder del gel creixent fins i tot pot provocar que la closca metàl·lica s'abombi.

El dany pot no ser evident de seguida. És possible que aquestes petites esquerdes o juntes debilitades no s'identifiquin fins que el sistema s'enceni i es produeixin fuites sota pressió. Uns pocs graus sota zero poden ser costosos en reparacions: planifiqueu amb antelació.

Resum de condicions de risc

La congelació es produeix sovint quan el fluid de l'intercanviador està estacionari i hi ha temperatures ambient baixes. El líquid en moviment té menys temps per congelar-se ja que s'intercanvia calor amb freqüència, però l'aigua perd calor ràpidament, especialment en sistemes no aïllats o mal protegits.

És més vulnerable a causa de les instal·lacions exteriors, les canonades poc aïllades i els horaris de funcionament esporàdics. Els sistemes interiors també es poden congelar si hi ha corrents d'aire o una calefacció ambiental insuficient en condicions dures.

Flux durant el funcionament

Per als sistemes que estan en servei continu, la millor protecció és mantenir el fluid en moviment. L'aigua o la solució aquosa que flueix no es congelarà perquè està intercanviant calor constantment amb les parts del sistema que hi ha davant i darrere.

Els operadors haurien de minimitzar les parades innecessàries en temps fred. Si l'aturada és inevitable, s'han d'incloure mesures de drenatge adequades o altres mesures de prevenció de congelació en la transició a les condicions d'inactivitat. No n'hi ha prou amb confiar només en la calor residual, sobretot quan esteu al fred durant molt de temps.

Escórrer mentre no s'utilitza

El drenatge total és l'única protecció segura contra la congelació quan s'utilitza de manera intermitent. L'intercanviador s'ha de buidar completament pel costat del procés i de la xarxa de servei després de cada ús.

No només implica obrir una vàlvula i esperar una estona. Tots els punts baixos s'han de netejar i s'han d'obrir les ventilacions per deixar entrar l'aire i expulsar el líquid. Si no hi ha prou ventilació, l'aigua podria quedar atrapada a les butxaques dels tubs o capçals.

Sovint, els danys per congelació són causats per fluids residuals. Fins i tot quantitats modestes d'aigua retinguda poden expandir-se i causar tensió localitzada. Per aquest motiu, moltes instal·lacions inclouen un bufat d'aire a baixa-pressió-al drenatge. El líquid sobrant es pot eliminar mitjançant aire comprimit a pressions inferiors a 2 bar sense cap risc de danyar els components de PTFE.

Es triga deu minuts a escórrer, però setmanes a substituir una làmina de tubs.

Traçat de calor per a una protecció contínua

El rastreig de calor és un enfocament actiu de prevenció de congelació, especialment per als sistemes que no es poden drenar periòdicament. El traçat elèctric de la calor o el traçat de vapor es poden aplicar a la carcassa de l'intercanviador i a les canonades per mantenir temperatures per sobre de la congelació.

Es recomana un sistema controlat per termòstat. D'aquesta manera, el traçador s'encendrà automàticament quan la temperatura ambient s'aproximi a la crítica, proporcionant protecció en tot moment sense malgastar energia quan no sigui necessària.

S'ha d'aplicar un traçat de calor acurat per evitar pegats calents. El PTFE està limitat per la temperatura i l'escalfament desigual pot causar estrès tèrmic. Un bon disseny i instal·lació significa que la calor es distribueix uniformement per la superfície de l'intercanviador.

Anticongelant en sistemes tancats

L'addició d'anticongelant com el glicol és una solució realista per als sistemes d'utilitat{0}}de bucle tancat. El desenvolupament del gel es veu molt disminuït per la baixada del punt de congelació del fluid.

L'eficiència d'un anticongelant depèn de la seva concentració. S'han de fer comprovacions periòdiques per assegurar-se que la barreja es troba dins del rang adequat per a les temperatures mínimes previstes. La protecció es redueix amb una-dilució excessiva, però una concentració elevada pot afectar el rendiment de la transferència de calor.

També s'ha de validar la compatibilitat dels materials del sistema. El PTFE és bastant durador, però a l'hora d'escollir solucions anticongelants cal tenir en compte altres components com ara segells, bombes, etc.

Mesura de suport núm. 2: aïllant

L'aïllament tèrmic pot ajudar amb la protecció contra la congelació. L'aïllament ajuda a mantenir la calor i augmenta el temps que el fluid es pot mantenir a temperatura. Però l'aïllament per si sol no és suficient per a una exposició prolongada al fred sub-.

L'aïllament eficaç s'ha de complementar amb un o més mètodes actius, com ara el manteniment del flux, el traçat de calor o el anticongelant. S'ha de veure com a part d'un enfocament més gran, no com una resposta-autònoma.

Conscienciació de l'operador i preparació estacional

La protecció hivernal comença abans que arribi l'hivern. Les instal·lacions haurien de determinar la data prevista de gelada més aviat i començar les mesures d'hivernació amb antelació. Això inclou comprovar l'aïllament, provar els sistemes de traçat de calor, provar el funcionament del drenatge i organitzar els subministraments anticongelants si cal.

L'alerta de l'operador també és clau. El personal ha de ser conscient dels perills de la congelació i seguir regularment els protocols establerts. L'etiquetatge adequat de les vàlvules de drenatge i els respiradors pot ajudar a limitar el risc de drenatge incomplet.

El mètode senzill d'inici d'hivern us ajuda a assegurar-vos que esteu preparat. Abans de tornar l'intercanviador al servei, els operadors haurien d'assegurar-se que tots els desguassos estiguin tancats, comprovar si hi ha gel restant i injectar fluid suaument per evitar el xoc tèrmic per canvis ràpids de temperatura.

Com descongelar amb seguretat

Congela si es congela, cal regular la reacció. No es permet l'ús d'una torxa o una flama oberta per aplicar calor directament. Les altes temperatures locals poden fondre o deteriorar el PTFE i causar danys greus.

La descongelació gradual s'ha d'aconseguir amb una calor regulada mitjançant l'escalfament ambiental, la circulació d'aire calent o un traçat de calor -ben dissenyat.

Com evitar costosos fracassos d'hivern

El problema estacional però important per operar intercanviadors de calor de PTFE en zones fredes és la protecció contra la congelació. La congelació comporta un perill considerable de dany, a causa de l'expansió de l'aigua, la geometria limitada i les interaccions dels materials.

Pràctiques senzilles i regulars, com ara mantenir el flux, drenar quan està inactiu, aplicar un traçat de calor i afegir anticongelant si escau, proporcionen una protecció eficaç. Aquests costen poc temps i esforç, en comparació amb el cost i la pertorbació de la restauració d'equips danyats per congelació-.

Les solucions com ara el drenatge, el rastreig de calor i el anticongelant són senzilles i evitaran avaries catastròfiques hivernals. Amb una planificació adequada i un manteniment--dia a dia, els intercanviadors de calor de PTFE poden funcionar de manera fiable a les temperatures més fredes.