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

PTFE теплообмінник почав деренчати. Пучок труб вийшов з ладу за кілька тижнів. Проблема полягала в надто високій швидкості потоку, насос був завеликий, через що гнучкі PTFE трубки вібрували та терлися одна об одну. Щоденний моніторинг тиску та потоку міг би рано виявити проблему.
З точки зору динаміки рідини, поведінка теплообмінників з ПТФЕ відрізняється від поведінки металевих теплообмінників. Трубки навмисно гнучкі та мають тонкі стінки для забезпечення теплового розширення. Однак ця гнучкість робить їх чутливими до сил на шляху потоку. Коли швидкість потоку перевищує проектну межу (зазвичай 2 м/с усередині труб), кінетична енергія рідини починає збуджувати природні моди коливань. Труби б'ються вперед і назад, вдаряючись про сусідні труби або опори перегородок тисячі разів на хвилину. Цей повторюваний мікро-удар (званий фретинг-зносом) швидко руйнує поверхню PTFE. Легке брязкіт може спричинити витоки через отвори, які дозволяють корозійній технологічній рідині досягти сталевого корпусу. Тихий обмінник - щасливий обмінник. Шум - це повідомлення.
Високий{0}}пад тиску підвищує ризик. Перепад тиску в пучку труб збільшується разом із квадратом швидкості, тому невелике перевищення швидкості може легко подвоїти або потроїти різницю тиску. Тонка стінка з ПТФЕ призначена для опору хімічному впливу, а не структурному тиску. Надмірний зовнішній тиск може спричинити викривлення тонкої стінки з ПТФЕ всередину або місцеве руйнування, якщо вкладиш не має належної підтримки. Це, як правило, перший симптом, який виявляють оператори як несподіване підвищення тиску нагнітання насоса або зниження швидкості потоку при постійній швидкості насоса. Відмова теплообмінника спочатку не є катастрофічною, він просто змушений прийняти більше гідравлічного навантаження, ніж можуть витримати його гнучкі внутрішні частини.

Гідроудар створює третю загрозу, негайну. Швидке закриття клапана або спрацьовування насоса різко зупиняє стовп рідини, і в системі створюється високошвидкісна хвиля тиску. У жорстких металевих трубах хвиля поглинається стінкою труби. З теплообмінником з PTFE-футеруванням або PTFE-трубкою хвиля вдаряється безпосередньо по м’якому вкладишу. Напруга, що виникає, може бути більшою, ніж міцність на розрив вкладиша, згортання труб або розрив зв’язку між PTFE та сталлю на трубній решетці. Іноді достатньо одного гідро-удару, щоб утворити приховані тріщини, які протікають лише після днів роботи. Ваші щоденні показання манометрів відображають пульс вашого обладнання. Запишіть їх.
Отже, захист обмінника починається з суворого щоденного моніторингу. На початку кожної зміни записуйте тиск на вході та виході як на стороні процесу, так і на стороні комунального підприємства. Обчисліть перепад тиску та порівняйте його з чистим-розрахунковим значенням, указаним у паспорті. Швидке збільшення може свідчити про забруднення або частково заблокований канал, тоді як раптове зменшення, як правило, свідчить про розрив трубки, який укоротив шлях потоку. І переміщайтеся по обміннику і слухайте одночасно. Будь-яке нове деренчання, дзижчання або металеве дзижчання вказує на вібрацію трубки та вимагає швидких дій: зменшіть швидкість потоку на 20% і зверніться до служби технічного обслуговування, перш ніж продовжити.
Швидкість потоку слід порівнювати з оригінальним проектом. Якщо насос було замінено на більший насос або якщо регулюючий клапан був дроселізований за течією, швидкість усередині трубок могла зрости, а ніхто цього не підозрював. Якщо система завжди працює вище 2 м/с, встановіть на насос простий обмежувач потоку з діафрагмою або частотно-регульований привод. Якщо стрибки тиску є відомою проблемою -, наприклад, на лініях із швидко-клапанами, що закриваються, - додайте пристрій для придушення стрибків тиску або акумулятор-міхурового типу поблизу входу теплообмінника. Ці пристрої послаблюють ударну хвилю до того, як вона досягне PTFE труб. Ніколи{10}}захистіть насос від закритого клапана на теплообміннику. Надмірний-тиск може призвести до роздування PTFE трубок, доки вони не розірветься або не відшаруються від своїх гнізд.
Ведіть окремий журнал або цифрову таблицю тенденцій для кожного теплообмінника. Перепад тиску на вході, швидкість потоку, температури на вході та виході, а також звуки чути в один і той же час щодня. І дані за тижні та місяці виявляють очевидні тенденції. Зниження тиску поступово зростає, вказуючи на нормальне забруднення, яке можна усунути під час наступного запланованого простою. Однак раптовий стрибок означає засмічення, згортання труби або сміття, захоплене пучком. Тенденції також допомагають відокремити природні сезонні коливання температури-охолоджувальної води від справжніх механічних проблем. Якщо журнал показує, що швидкість наближається до верхньої межі, оператор може втрутитися до того, як почнеться фреттинг-знос.
Катастрофічних поломок пучка труб можна уникнути, регулярно перевіряючи тиск, потік і звук. Перша лінія захисту — оператори, які слухають і реєструють дані. Кожне деренчання сприймається як сигнал, а кожне незрозуміле зрушення тиску — як тригер для перевірки, щоб завод підтримував безпечну роботу своїх теплообмінників із ПТФЕ в межах-динамічних обмежень. Це призводить до довшого терміну служби, меншої кількості витоків і душевного спокою, який приносить усвідомлення того, що обладнання захищене ретельним моніторингом, а не напризволяще.