O que causa vazamento em uma concha de aço e trocador de calor de tubo?

Ei! Como fornecedor de trocadores de calor de casca de aço e tubo, eu vi meu quinhão de problemas com esses equipamentos bacanas. Um dos problemas mais comuns sobre o qual recebemos é o vazamento. Então, vamos mergulhar no que causa vazamento em um trocador de calor de casca de aço e tubo.

Corrosão

A corrosão é como o assassino silencioso dos trocadores de calor. Isso pode acontecer em diferentes formas e geralmente é a causa raiz de muitos problemas de vazamento.

Corrosão química

Quando os fluidos que fluem através do trocador de calor contêm substâncias corrosivas, eles podem comer o aço ao longo do tempo. Por exemplo, se você estiver lidando com soluções ácidas ou alcalinas, elas reagirão com a superfície do aço. A camada de óxido protetor do aço é danificado e o metal começa a corroer. Essa corrosão pode criar pequenos orifícios ou rachaduras nos tubos ou na concha, levando ao vazamento.

Corrosão galvânica

A corrosão galvânica ocorre quando dois metais diferentes estão em contato entre si na presença de um eletrólito. Em um trocador de calor, se houver metais diferentes usados ​​na construção (por exemplo, um tubo de aço e um encaixe de cobre), e há um fluido condutor fluindo através, uma célula galvânica é formada. Isso faz com que um metal corroa mais rápido do que normalmente. O metal corroído pode desenvolver vazamentos e pode ser uma dor de cabeça real para corrigir.

Dano mecânico

O dano mecânico é outro grande culpado por vazamentos nos trocadores de calor.

Vibração

Os trocadores de calor podem experimentar vibração durante a operação. Isso pode ser devido ao fluxo de fluidos, especialmente se as taxas de fluxo forem altas ou se houver pulsações no sistema. Com o tempo, essa vibração pode causar fadiga nos tubos e na concha. O tremor constante pode levar a rachaduras que se formam nas articulações ou nas paredes do tubo. Uma vez que essas rachaduras aparecem, o vazamento é quase inevitável.

Estresse térmico

O estresse térmico ocorre quando há diferenças significativas de temperatura dentro do trocador de calor. Quando o trocador de calor é aquecido ou resfriado rapidamente, o aço se expande ou se contrai a taxas diferentes em diferentes partes. Essa expansão e contração desiguais podem colocar muito estresse nos tubos e na concha. Se a tensão estiver muito alta, pode fazer com que o metal rache, resultando em vazamento.

Instalação inadequada

Se o trocador de calor não estiver instalado corretamente, poderá levar a todos os tipos de problemas, incluindo vazamentos. Por exemplo, se os tubos não estiverem adequadamente alinhados ou se as juntas não estiverem instaladas corretamente, poderá haver lacunas onde o fluido pode escapar. Além disso, se o trocador de calor for montado em uma superfície instável, poderá experimentar estresse adicional durante a operação, o que pode levar a danos e vazamentos.

Erosão

A erosão é o desgaste da superfície de metal devido ao impacto do fluido fluido.

Alto - fluxo de fluido de velocidade

Quando o fluido flui através do trocador de calor em altas velocidades, ele pode transportar partículas com ele. Essas partículas podem agir como lixa, raspando a superfície de aço. Com o tempo, essa erosão pode diminuir os tubos ou a concha, tornando -os mais propensos a vazamentos. Por exemplo, se o fluido contiver partículas abrasivas como areia ou ferrugem, o processo de erosão será ainda mais rápido.

Cavitação

A cavitação é um tipo especial de erosão que ocorre quando a pressão do fluido cai abaixo de sua pressão de vapor. Isso faz com que as bolhas se formem no fluido. Quando essas bolhas entram em colapso perto da superfície do metal, elas criam uma onda de choque de alta pressão. Essa onda de choque pode danificar o aço, levando a pictar e eventualmente vazar.

Incrustação

A incrustação é o acúmulo de material indesejado nas superfícies do trocador de calor.

Depósitos em escala

Os depósitos de escala podem se formar quando o fluido contém minerais dissolvidos. À medida que o fluido é aquecido ou resfriado, esses minerais podem precipitar e formar uma camada rígida nos tubos ou na concha. Essa escala pode atuar como isolante, reduzindo a eficiência da transferência de calor. Mas o mais importante é que também pode causar estresse na superfície do metal. À medida que a escala se acumula, pode pressionar os tubos, levando a rachaduras e vazamentos.

Incrustação biológica

A incrustação biológica ocorre quando microorganismos como bactérias, algas ou fungos crescem nas superfícies do trocador de calor. Esses organismos podem formar um biofilme, que também pode reduzir a eficiência da transferência de calor. Além disso, as atividades metabólicas desses microorganismos podem produzir substâncias corrosivas, o que pode danificar o aço e causar vazamento.

Falha de vedação

As vedações são usadas para impedir que o fluido vaze do trocador de calor nas articulações e conexões.

Deterioração da junta

As juntas podem se deteriorar ao longo do tempo devido à exposição a altas temperaturas, produtos químicos e estresse mecânico. Se o material da junta não for compatível com os fluidos no trocador de calor, ele poderá se degradar rapidamente. Quando a junta começa a se deteriorar, perde sua capacidade de selar corretamente e o fluido pode vazar.

Afloamento do parafuso

Os parafusos que mantêm os componentes do trocador de calor juntos precisam ser apertados com o torque correto. Se os parafusos se soltarem ao longo do tempo devido a vibração ou ciclagem térmica, as vedações poderão ser comprometidas. Isso pode levar a lacunas entre os componentes, permitindo que o fluido escape.

Agora que cobrimos as principais causas de vazamento em uma concha de aço e trocador de calor de tubo, é importante tomar medidas para evitar esses problemas. A manutenção regular, a instalação adequada e o uso de materiais de alta qualidade podem percorrer um longo caminho para garantir a longevidade e a confiabilidade do seu trocador de calor.

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Referências

• Incropera, FP, DeWitt, DP, Bergman, TL, & Lavine, As (2007). Fundamentos de transferência de calor e massa. Wiley.
• Green, DW, & Perry, RH (2007). Manual de Engenheiros Químicos de Perry. McGraw - Hill.