Cum să preveniți înghețarea și crăparea schimbătorului de căldură din PTFE iarna

Peste noapte s-a lovit o răceală nesezonală. Apa din schimbătorul de căldură (PTFE) a înghețat. Tuburile au fost despicate dimineața și carcasa s-a bombat. Remedierea a fost scumpă. O simplă scurgere în jos sau un indicator de căldură modest ar fi salvat echipamentul.

Cât de daune de îngheț

PTFE este cunoscut a fi un material flexibil, prin urmare, este adesea trecut cu vederea pentru deteriorarea prin îngheț. Dar flexibilitatea nu elimină riscul atunci când apa îngheață în gheață. Când apa îngheață, se extinde cu aproximativ 9%. Această expansiune provoacă presiuni interne mari într-un spațiu restrâns, cum ar fi tubul sau carcasa unui schimbător de căldură.

Tuburile PTFE se pot deforma sub această presiune și, deși de obicei nu se crăpă instantaneu, se poate produce distorsiuni ireversibile. Locațiile mai vulnerabile sunt cuplajele tub-foaie tubulară, îmbinările cu garnituri și oriunde PTFE intră în contact cu metalul. Aceste zone sunt unde este concentrat stresul și sunt mai susceptibile la fisuri sau scurgeri în urma unui eveniment de îngheț. În circumstanțe extreme, puterea de creștere a gheții poate provoca chiar bombarea carcasei de metal.

E posibil ca răul să nu fie evident imediat. Este posibil ca aceste mici fisuri sau îmbinări slăbite să nu fie identificate până când sistemul este pornit și apar scurgeri sub presiune. Câteva grade sub zero pot fi costisitoare în reparații – planificați din timp.

Rezumatul stării de risc

Înghețarea are loc adesea atunci când fluidul din schimbător este staționar și sunt prezente temperaturi ambientale scăzute. Lichidul în mișcare are mai puțin timp să înghețe, deoarece căldura este schimbată frecvent, totuși apa pierde căldură rapid, în special în sistemele neizolate sau prost protejate.

Este mai vulnerabil din cauza instalațiilor exterioare, a conductelor insuficient izolate și a programelor de funcționare sporadice. Sistemele interioare pot, de asemenea, să înghețe dacă există curenți sau încălzire ambientală insuficientă în condiții dure.

Debit în timpul funcționării

Pentru sistemele care sunt în funcțiune continuă, cea mai bună protecție este menținerea fluidului în mișcare. Apa sau soluția apoasă care curge nu va îngheța, deoarece schimbă constant căldură cu părțile sistemului dinainte și din spatele acestuia.

Operatorii ar trebui să reducă la minimum opririle inutile pe vreme rece. Dacă oprirea este inevitabilă, în tranziția la condițiile de repaus trebuie incluse o scurgere adecvată sau alte măsuri de prevenire a înghețului. Nu este suficient să te bazezi doar pe căldura reziduală, mai ales când ești afară în frig pentru o perioadă lungă de timp.

Scurgeți când nu este utilizat

Drenajul complet este singura protecție sigură împotriva înghețului atunci când este utilizată intermitent. Schimbătorul trebuie golit complet pe partea de proces și de utilitate după fiecare utilizare.

Nu implică doar deschiderea unei supape și așteptarea scurtă. Toate punctele joase trebuie curățate și orificiile de ventilație deschise pentru a lăsa aerul să intre și a împinge lichidul afară. Dacă nu există suficientă ventilație, apa poate rămâne prinsă în buzunarele tuburilor sau colectoarelor.

Adesea, daunele cauzate de îngheț sunt cauzate de fluidele reziduale. Chiar și cantitățile modeste de apă reținută se pot extinde și pot provoca tensiune localizată. Din acest motiv, multe facilități includ o-suflare de aer cu presiune scăzută-la scurgere. Lichidul rămas poate fi eliminat cu ajutorul aerului comprimat la presiuni sub 2 bari fără riscul de a deteriora componentele din PTFE.

Este nevoie de zece minute pentru a se scurge, dar săptămâni pentru a înlocui o folie tubulară.

Urmărirea căldurii pentru protecție continuă

Urmărirea căldurii este o abordare activă de prevenire a înghețului, în special pentru sistemele care nu pot fi drenate periodic. Urmărirea electrică a căldurii sau trasarea cu abur poate fi aplicată pe mantaua schimbătorului și pe conductele pentru a menține temperaturi peste nivelul de îngheț.

Se recomandă un sistem controlat cu termostat. Acest lucru este astfel încât trasorul se va porni automat când temperatura ambientală se apropie de critică, oferind protecție în orice moment, fără a pierde energie atunci când nu este necesar.

Ar trebui aplicată o urmărire atentă la căldură pentru a evita petele fierbinți. PTFE este limitat de temperatură și încălzirea neuniformă poate provoca stres termic. Proiectarea și instalarea bune înseamnă că căldura este distribuită uniform pe suprafața schimbătorului.

Antigel în sisteme închise

Adăugarea de antigel, cum ar fi glicolul, este o soluție realistă pentru sistemele utilitare cu buclă închisă{0}. Dezvoltarea gheții este mult diminuată de scăderea punctului de îngheț al fluidului.

Eficiența unui antigel depinde de concentrația acestuia. Trebuie efectuate verificări periodice pentru a se asigura că amestecul se află în intervalul corespunzător pentru temperaturile minime anticipate. Protecția este redusă la supra-diluare, dar concentrația mare poate afecta performanța transferului de căldură.

Compatibilitatea materialelor sistemului trebuie, de asemenea, validată. PTFE este destul de durabil, dar atunci când alegeți soluții antigel trebuie să țineți cont de alte componente precum garnituri, pompe etc.

Măsura de sprijin #2: Izolarea

Izolarea termică poate ajuta la protecția împotriva înghețului. Izolația ajută la menținerea căldurii și mărește timpul în care fluidul poate fi menținut la temperatură. Dar izolația singură nu este suficientă pentru expunerea prelungită la frig sub-îngheț.

Izolarea eficientă trebuie completată cu una sau mai multe metode active, cum ar fi menținerea debitului, urmărirea căldurii sau antigel. Trebuie privit ca parte a unei abordări mai ample, nu ca un răspuns independent-.

Conștientizarea operatorului și pregătirea sezonieră

Protecția în timpul iernii începe înainte de începerea iernii. Facilitățile ar trebui să stabilească cea mai devreme dată estimată a înghețului și să înceapă măsurile de iernare în avans. Aceasta include verificarea izolației, testarea sistemelor de urmărire a căldurii, testarea funcționării scurgerii și aranjarea proviziilor de antigel, dacă este necesar.

Vigilența operatorului este, de asemenea, esențială. Personalul trebuie să fie conștient de pericolele înghețului și să respecte în mod regulat protocoalele stabilite. Etichetarea adecvată a supapelor de scurgere și a orificiilor de ventilație poate ajuta la limitarea riscului de drenaj incomplet.

Metoda simplă de pornire de iarnă vă ajută să vă asigurați că sunteți pregătit. Înainte de punerea în funcțiune a schimbătorului, operatorii trebuie să se asigure că toate scurgerile sunt închise, să verifice dacă există gheață rămasă și să injecteze ușor lichid pentru a preveni șocul termic din cauza schimbărilor rapide de temperatură.

Cum să dezgheți în siguranță

Înghețați dacă îngheață, trebuie să reglați reacția. Nu este permisă utilizarea unei torțe sau a unei flăcări deschise pentru a aplica căldură direct. Temperaturile locale ridicate se pot topi sau deteriora PTFE și pot provoca daune grave.

Dezghețarea treptată ar trebui să fie realizată cu căldură reglată prin încălzirea mediului ambiant, circulația aerului cald sau trasarea căldurii bine proiectată-.

Cum să evitați eșecurile costisitoare de iarnă

Problema sezonieră, dar semnificativă pentru operarea schimbătoarelor de căldură PTFE în zonele reci este protecția împotriva înghețului. Înghețul prezintă un pericol considerabil de deteriorare, din cauza expansiunii apei, a geometriei limitate și a interacțiunilor materiale.

Practici simple și regulate, cum ar fi menținerea debitului, scurgerea când este inactiv, aplicarea unui traseu termic și adăugarea de antigel acolo unde este cazul, oferă o protecție eficientă. Acestea costă puțin timp și efort, în comparație cu costul și perturbarea restabilirii echipamentelor deteriorate înghețate-.

Soluțiile precum scurgerea, urmărirea căldurii și antigelul sunt simple și vor preveni defecțiuni catastrofale de iarnă. Cu o planificare adecvată și întreținere-la-zi, schimbătoarele de căldură din PTFE pot funcționa în mod sigur la cele mai scăzute temperaturi.