Як контролювати потік і тиск, щоб захистити ваш теплообмінник з PTFE

Теплообмінник PTFE застукав. За кілька тижнів трубний пучок вийшов з ладу. Проблема виникла через занадто високу швидкість потоку. Насос був завеликим, тому гнучка трубка з ПТФЕ вібрувала й терлася сама про себе. Ми б помітили проблему на ранній стадії за допомогою щоденного моніторингу тиску та витрати.
PTFE теплообмінники не поводяться як металеві теплообмінники в динаміці рідини. Труби мають тонкі стінки та є гнучкими, щоб забезпечити теплове розширення. Гнучкість трубок також робить їх залежними від сил у межах маршруту потоку. Понад проектним порогом-зазвичай 2 м/с у трубах-кінетична енергія рідини починає збуджувати природні форми вібрації. Труби коливаються вперед-назад, ударяючись об сусідні труби або перегородки тисячі разів щохвилини. Цей повторюваний мікро-удар, відомий як фреттинг-знос, швидко зношує поверхню PTFE. Тоді ви отримаєте тонкий брязкіт. Тоді ви отримуєте витоки, через які корозійна технологічна рідина потрапляє до сталевої оболонки. Тихий обмінник - щасливий обмінник; шум - це застереження.
Високе зниження тиску додає ризику. Перепад тиску в пучку труб змінюється в залежності від квадрата швидкості, тому навіть невелике перевищення швидкості може подвоїти або потроїти різницю тиску. Тонка стінка з ПТФЕ розроблена для опору хімічному впливу, а не структурному тиску, і може згорнутися всередину під екстремальним зовнішнім тиском або зруйнуватися локально, якщо вкладиш не має належної підтримки. Оператори часто спочатку виявляють це як несподіване підвищення тиску нагнітання насоса або зниження витрати при фіксованій швидкості насоса. Спочатку теплообмінник не вийшов з ладу, просто його змушують працювати з вищим гідравлічним навантаженням, ніж можуть витримати його гнучкі внутрішні частини.
Третя і безпосередня небезпека – це гідроудар. Коли клапан закривається або насос спрацьовує, і стовп рідини раптово зупиняється, високо-хвиля тиску поширюється системою. У жорсткій металевій трубі хвиля поглинається стінкою труби, тоді як в теплообміннику з PTFE-футеруванням або PTFE-трубкою хвиля потрапляє безпосередньо на м’який вкладиш. Подальший удар може перевищити міцність вкладиша на розрив і спричинити згортання труб або розрив з’єднання PTFE-зі-сталлю на трубній решетці. Інколи достатньо одного удару гідро-водяного молота, щоб утворити приховані тріщини, які протікають лише через кілька днів експлуатації. Щоденні показання манометрів – це пульс вашого обладнання-відстежуйте їх.
Дисциплінований щоденний моніторинг - це перший крок до захисту обмінника. На початку кожної зміни записуйте вхідний і вихідний тиск як для процесу, так і для комунального підприємства. Обчисліть перепад тиску та порівняйте його з чистим розрахунковим значенням, наведеним у паспорті. Швидке підвищення може свідчити про забруднення або частково заблокований канал; раптове скорочення часто є симптомом розриву трубки, який пройшов в обхід шляху потоку. Заодно погуляйте по обміннику і послухайте. Будь-яке нове деренчання, дзижчання або металеве дзижчання означає вібрацію труби та вимагає негайної уваги – зменшіть швидкість потоку на 20% і викликайте технічне обслуговування, перш ніж продовжувати.
Сама швидкість потоку повинна бути підтверджена оригінальним проектом. Якщо насос було замінено на більший або регулюючий клапан був придушений вниз по потоку, швидкість у трубах могла зрости, а ніхто цього не помітив. Якщо швидкість у системі завжди перевищує 2 м/с, подумайте про встановлення на насосі простого обмежувача потоку або приводу змінної частоти. Там, де стрибки тиску є відомою проблемою, наприклад на лініях із швидко-закриваючими клапанами, встановіть придушник перенапруги або балонний-акумулятор поблизу входу в теплообмінник. Ці пристрої поглинають ударну хвилю ДО того, як вона потрапить на PTFE трубки. Ніколи не затримуйте-напор насоса від закритого клапана на теплообміннику. Надмірний-тиск призведе до роздування PTFE трубок назовні, поки вони не розірвуться або не відшаруються від своїх посадочних місць.
Ведіть журнал або цифрову таблицю трендів для кожного обмінника. Щодня записуйте в один і той же час падіння тиску, швидкість потоку, температуру на вході та виході, а також будь-які звуки, які ви чуєте. І дані за тижні та місяці виявляють явні тенденції. Повільне підвищення тиску вказує на нормальне забруднення, яке можна усунути під час наступного запланованого простою. Якщо відбувається раптовий стрибок, це вказує на закупорку, пошкодження трубки або сміття в пучку. Тенденції також допомагають розрізняти типові сезонні коливання температури охолоджувальної води та реальні механічні пошкодження. Якщо журнал показує, що швидкість наближається до максимальної межі, оператор може вжити заходів до того, як почнеться фреттинг-знос.
Регулярні щоденні спостереження за тиском, потоком і звуком можуть запобігти катастрофічним поломкам пучка труб. Оператори прослуховують і реєструють дані, це перша лінія захисту. Заклад сприймає кожне деренчання як сигнал, а кожну незрозумілу зміну тиску як сигнал для обстеження. Це забезпечує безпечне функціонування заводських теплообмінників із ПТФЕ в межах їхніх-динамічних обмежень. Результатом є збільшення терміну служби, менше витоків і впевненість у тому, що обладнання захищено ретельним моніторингом, а не залишеним напризволяще.