Vad orsakar läckage i ett stålskal och rörvärmeväxlare?

Hej där! Som leverantör av stålskal och rörvärmeväxlare har jag sett min rättvisa andel av problem med dessa snygga utrustning. Ett av de vanligaste problemen vi får om är läckage. Så låt oss dyka in i vad som orsakar läckage i ett stålskal och rörvärmeväxlare.

Korrosion

Korrosion är som den tysta mördaren från värmeväxlare. Det kan hända i olika former och är ofta grundorsaken till många läckproblem.

Kemisk korrosion

När vätskorna som flödar genom värmeväxlaren innehåller frätande ämnen, kan de äta bort vid stålet över tid. Om du till exempel har att ha sura eller alkaliska lösningar kommer de att reagera med stålytan. Stålens skyddande oxidskikt skadas och metallen börjar korrodera. Denna korrosion kan skapa små hål eller sprickor i rören eller skalet, vilket leder till läckage.

Galvanisk korrosion

Galvanisk korrosion inträffar när två olika metaller är i kontakt med varandra i närvaro av en elektrolyt. I en värmeväxlare, om det finns olika metaller som används i konstruktionen (säg, ett stålrör och en kopparbeslag), och det finns en ledande vätska som flyter igenom, bildas en galvanisk cell. Detta får en metall att korrodera snabbare än den normalt skulle göra. Den korroderade metallen kan sedan utveckla läckor, och det kan vara en riktig huvudvärk att fixa.

Mekanisk skada

Mekanisk skada är en annan viktig skyldighet för läckage i värmeväxlare.

Vibration

Värmeväxlare kan uppleva vibrationer under drift. Detta kan bero på flödet av vätskor, särskilt om flödeshastigheterna är höga eller om det finns pulsationer i systemet. Med tiden kan denna vibration orsaka trötthet i rören och skalet. Den ständiga skakningen kan leda till sprickor som bildas vid lederna eller i rörväggarna. När dessa sprickor dyker upp är läckage nästan oundviklig.

Termisk stress

Termisk stress inträffar när det finns betydande temperaturskillnader inom värmeväxlaren. När värmeväxlaren värms upp eller kyls snabbt, expanderar stålet eller kontrakt med olika hastigheter i olika delar. Denna ojämna expansion och sammandragning kan sätta mycket stress på rören och skalet. Om spänningen är för hög kan den få metallen att spricka, vilket resulterar i läckage.

Felaktig installation

Om värmeväxlaren inte är korrekt installerad kan det leda till alla möjliga problem, inklusive läckage. Till exempel, om rören inte är korrekt inriktade eller om packningarna inte är installerade korrekt, kan det finnas luckor där vätska kan fly. Om värmeväxlaren är monterad på en instabil yta kan den uppleva ytterligare stress under drift, vilket kan leda till skador och läckage.

Erosion

Erosion är sliten av metallytan på grund av påverkan av den flödande vätskan.

Höghastighetsvätskeflöde

När vätskan rinner genom värmeväxlaren med höga hastigheter kan den bära partiklar med sig. Dessa partiklar kan fungera som sandpapper och skrapa bort vid stålytan. Med tiden kan denna erosion tunna ut rören eller skalet, vilket gör dem mer benägna att läcka. Till exempel, om vätskan innehåller slipande partiklar som sand eller rost, kommer erosionsprocessen att vara ännu snabbare.

Kavitation

Kavitation är en speciell typ av erosion som uppstår när vätskans tryck sjunker under dess ångtryck. Detta får bubblor att bildas i vätskan. När dessa bubblor kollapsar nära metallytan skapar de en högtryckschockvåg. Denna chockvåg kan skada stålet, vilket leder till pitting och så småningom läckage.

Fouling

Fouling är ackumulering av oönskat material på ytorna på värmeväxlaren.

Skalainsättningar

Skalaavlagringar kan bildas när vätskan innehåller upplösta mineraler. När vätskan värms upp eller kyls kan dessa mineraler fälla ut och bilda ett hårt lager på rören eller skalet. Denna skala kan fungera som en isolator, vilket minskar värmeöverföringseffektiviteten. Men ännu viktigare kan det också orsaka stress på metallytan. När skalan byggs upp kan den sätta press på rören, vilket leder till sprickor och läckage.

Biologisk fouling

Biologisk fouling inträffar när mikroorganismer som bakterier, alger eller svampar växer på ytorna på värmeväxlaren. Dessa organismer kan bilda en biofilm, vilket också kan minska värmeöverföringseffektiviteten. Dessutom kan de metaboliska aktiviteterna för dessa mikroorganismer producera frätande ämnen, vilket kan skada stålet och orsaka läckage.

Förseglingsfel

Tätningar används för att förhindra att vätska läcker ut från värmeväxlaren vid lederna och anslutningarna.

Försämring av packning

Packningar kan försämras över tid på grund av exponering för höga temperaturer, kemikalier och mekanisk stress. Om packningsmaterialet inte är kompatibelt med vätskorna i värmeväxlaren kan det försämras snabbt. När packningen börjar försämras förlorar den sin förmåga att försegla ordentligt och vätska kan läcka ut.

Bultslättande

Bultarna som håller värmeväxlarkomponenterna tillsammans måste dras åt rätt vridmoment. Om bultarna lossnar över tid på grund av vibrationer eller termisk cykling, kan tätningarna äventyras. Detta kan leda till luckor mellan komponenterna, vilket gör att vätska kan fly.

Nu när vi har täckt de främsta orsakerna till läckage i ett stålskal och rörvärmeväxlare är det viktigt att vidta åtgärder för att förhindra dessa problem. Regelbundet underhåll, korrekt installation och att använda material av hög kvalitet kan gå långt för att säkerställa din värmeväxlare livslängd och tillförlitlighet.

Om du är ute efter en marknad för enSkal- och rörvärmeväxlare,Skal- och rörbytareeller enSkal- och rörvärmeväxlare för gas, vi har täckt dig. Våra värmeväxlare är utformade för att vara hållbara och effektiva, och vi kan hjälpa dig att välja rätt för dina specifika behov. Tveka inte att nå ut till oss för mer information eller för att starta en upphandlingsdiskussion.

Referenser

• INCROPERA, FP, DEWITT, DP, BERGMAN, TL, & LAVINE, AS (2007). Grundläggande värme och massöverföring. Wiley.
• Green, DW, & Perry, RH (2007). Perrys Chemical Engineers handbok. McGraw - Hill.