Enfrentando paralisações de linhas de produção e quedas repentinas de eficiência? Falhas no trocador de calor de placas podem paralisar as operações. Um recente relatório de suporte de manutenção fornece uma análise abrangente de problemas comuns nesses sistemas e oferece estratégias direcionadas para aumentar a confiabilidade e o desempenho.
O relatório identifica dois componentes críticos como as principais fontes de falha: placas de transferência de calor e juntas de vedação. Os problemas das placas incluem corrosão, fissuras por fadiga e deformação, enquanto os problemas das juntas envolvem distorção ou inchaço. Essas falhas vão desde a degradação do desempenho até paradas completas, causando perdas significativas de produção.
Metais resistentes à corrosão, como o aço inoxidável, normalmente formam uma camada protetora de óxido. A corrosão geral ocorre quando esta camada não se forma adequadamente, levando à degradação uniforme da superfície caracterizada pela perda de brilho metálico e aumento da rugosidade.
Comum em sistemas de aço inoxidável, isso ocorre em lacunas estruturais, áreas de contato de juntas e sob depósitos. Estas zonas privadas de oxigénio sofrem uma degradação progressiva da camada protetora, acelerando a corrosão ao longo do tempo.
Partículas sólidas em fluidos impactam continuamente as superfícies metálicas, removendo as películas protetoras e causando corrosão profunda localizada. Isso normalmente aparece em áreas de alta velocidade, como constrições ou curvas de tubos, com taxas de progressão dependendo das propriedades do material, temperatura e condições de fluxo.
Sob tensão interna ou externa, a corrosão inicia nos pontos fracos do metal e se propaga em fissuras. As áreas estressadas sofrem ruptura da película protetora, migração atômica e formação de vazios, acelerando a corrosão até que ocorra a fratura.
Falha de material devido a carregamento cíclico, mesmo abaixo dos limites de resistência. O estresse repetido causa deformação plástica localizada, formação de microfissuras e eventual falha estrutural.
As principais causas incluem aperto excessivo, intrusão de objetos estranhos e expansão da junta. Os efeitos do golpe de aríete resultantes de operações rápidas da bomba/válvula também podem deformar as placas, criando choques de pressão que distorcem as ranhuras da junta e os pontos de contato.
Ocorre ao introduzir fluidos criogênicos antes da água ou quando a água residual congela durante desligamentos abaixo de zero. Ciclos repetidos de congelamento e descongelamento causam expansão do gelo, levando à deformação e rachaduras da placa.
A instalação inadequada ou picos de pressão podem distorcer as juntas, reduzindo a pressão de vedação e causando vazamentos.
Fluidos quimicamente incompatíveis penetram nas estruturas moleculares das juntas, causando expansão. Isto leva ao deslocamento da junta, vazamento e possível compressão excessiva das placas, enfatizando a necessidade de compatibilidade do material.
Um trocador Hastelloy C-276 aquecendo ácido sulfúrico a 15% desenvolveu corrosão através da parede após 14 meses. As altas temperaturas do vapor aumentaram a corrosividade ácida perto das áreas de saída. Solução: Utilize materiais mais resistentes ou inverta periodicamente as placas.
Placas de níquel puro resfriando 32% de cáustico desenvolveram corrosão por cloreto induzida por depósito após 53 meses. Solução: Descalcificação regular e controle de cloreto na água de resfriamento.
As placas SUS316 quebraram sob concentração de cloreto induzida por detritos e estresse mecânico após 7 meses. Solução: Melhore a filtragem, a frequência de limpeza ou atualize os materiais.
As placas TP270 falharam devido ao estresse cíclico causado pelas flutuações da pressão da água de resfriamento. Solução: Amorteça as variações de pressão ou utilize placas mais grossas com maior força de fixação.
As placas soldadas com cobre SUS316 romperam devido ao congelamento repetido durante a operação abaixo de zero. Solução: Mantenha as temperaturas do refrigerante acima de 0°C.
As juntas de NBR vazaram devido à distorção serpentina causada pelo ciclo de pressão de 0,5-1,0 MPa. Solução: Instale válvulas estabilizadoras de pressão.
O desligamento prolongado com fluidos incompatíveis causou expansão da junta e corrosão da vedação secundária. Solução: Realize testes de compatibilidade de materiais antes da seleção.
