Jak monitorować przepływ i ciśnienie, aby chronić wymiennik ciepła PTFE

Zabrzęczał wymiennik ciepła PTFE. W ciągu kilku tygodni wiązka rurek uległa awarii. Przyczyną problemu była zbyt duża prędkość przepływu. Pompa była za duża, co spowodowało, że elastyczna rurka PTFE wibrowała i ocierała się o siebie. Wykrylibyśmy problem wcześnie dzięki codziennemu monitorowaniu ciśnienia i przepływu.
Wymienniki ciepła PTFE nie zachowują się jak metalowe wymienniki ciepła w dynamice płynów. Rury są zaprojektowane tak, aby były cienkościenne i elastyczne, aby umożliwić rozszerzalność cieplną. Elastyczność rur powoduje również, że podlegają one siłom występującym na trasie przepływu. Powyżej progu projektowego-zwykle 2 m/s w rurach-energia kinetyczna płynu uruchamia ekscytujące naturalne tryby wibracji. Rury kołyszą się tam i z powrotem, uderzając o sąsiednie rury lub wsporniki przegród tysiące razy na minutę. To powtarzające się mikro-uderzenia, zwane zużyciem frettingowym, szybko powoduje zużycie powierzchni PTFE. Wtedy usłyszysz subtelną grzechotkę. Następnie powstają nieszczelności typu otworkowego, które umożliwiają przedostanie się żrącego płynu procesowego do stalowej osłony. Cichy wymiennik jest szczęśliwym wymiennikiem; hałas jest ostrzeżeniem.
Wysoki spadek ciśnienia zwiększa ryzyko. Różnica ciśnień w wiązce rurek zmienia się wraz z kwadratem prędkości, więc nawet niewielkie przekroczenie prędkości może podwoić lub potroić różnicę ciśnień. Cienka ścianka PTFE została zaprojektowana tak, aby była odporna raczej na działanie środków chemicznych niż na ciśnienie strukturalne i może zaginać się do wewnątrz pod wpływem ekstremalnego ciśnienia zewnętrznego lub lokalnie zapadać się, gdy wykładzina nie jest odpowiednio podparta. Operatorzy często najpierw wykrywają to jako nieoczekiwany wzrost ciśnienia tłoczenia pompy lub spadek natężenia przepływu przy stałej prędkości pompy. Wymiennik początkowo nie jest zasadniczo wyłączony z eksploatacji, jest po prostu zmuszany do radzenia sobie z większym obciążeniem hydraulicznym, niż jest w stanie wytrzymać jego elastyczne elementy wewnętrzne.
Trzecim i bezpośrednim niebezpieczeństwem jest uderzenie wodne. Kiedy zawór zatrzaskuje się lub pompa wyłącza się, a kolumna płynu gwałtownie się zatrzymuje, przez system-przechodzi fala ciśnienia o dużej prędkości. W sztywnych rurach metalowych fala jest pochłaniana przez ściankę rury, natomiast w wymienniku z wykładziną-PTFE lub rurami-PTFE fala uderza bezpośrednio w miękką wykładzinę. Wynikający z tego wstrząs może przekroczyć wytrzymałość wykładziny na rozerwanie i spowodować zapadnięcie się rur lub rozerwanie połączenia PTFE-ze-stalą na arkuszu tub. Czasami wystarczy pojedyncze uderzenie-wodne, aby powstały ukryte szczeliny, z których wyciek następuje dopiero po kilku dniach pracy. Codzienne odczyty wskaźników to puls Twojego sprzętu.-Śledź je.
Zdyscyplinowany codzienny monitoring to pierwszy krok w stronę ochrony wymiennika. Na początku każdej zmiany należy rejestrować ciśnienia wejściowe i wyjściowe zarówno po stronie procesowej, jak i użytkowej. Oblicz spadek ciśnienia i porównaj z wartością projektu czystego podaną w arkuszu danych. Szybki wzrost może wskazywać na zanieczyszczenie lub częściowe zablokowanie kanału; nagłe zmniejszenie jest często objawem pęknięcia rurki, które ominęło ścieżkę przepływu. W tym samym czasie spaceruj po wymienniku i słuchaj. Każde nowe grzechotanie, buczenie lub metaliczne brzęczenie oznacza wibracje rury i wymaga szybkiej uwagi – przed kontynuowaniem należy zmniejszyć natężenie przepływu o 20% i wezwać serwis.
Samo natężenie przepływu należy potwierdzić w stosunku do oryginalnego projektu. Jeśli pompa została wymieniona na większą lub zawór sterujący został zdławiony na strumieniu, prędkość w rurach mogła wzrosnąć, a nikt nie zauważył. Jeżeli w systemie zawsze występuje prędkość powyżej 2 m/s, należy rozważyć zainstalowanie w pompie prostej kryzy ograniczającej przepływ lub przetwornicy częstotliwości. Tam, gdzie skoki ciśnienia są znanym problemem, np. na liniach z-szybko zamykającymi się zaworami, w pobliżu wlotu wymiennika należy zainstalować tłumik przepięć lub akumulator pęcherzowy-. Urządzenia te pochłaniają falę uderzeniową ZANIM dotrze ona do rurek PTFE. Nigdy nie martw się-kieruj pompę na zamknięty zawór na wymienniku. Nadmierne-ciśnienie spowoduje rozdęcie rurek PTFE na zewnątrz, aż pękną lub oderwą się od gniazd.
Prowadź dziennik lub cyfrowy arkusz trendów dla każdego wymiennika. Rejestruj o tej samej porze każdego dnia spadek ciśnienia, natężenie przepływu, temperaturę na wejściu i wyjściu oraz wszelkie słyszalne dźwięki. A dane na przestrzeni tygodni i miesięcy ujawniają wyraźne trendy. Powolny wzrost spadku ciśnienia wskazuje na normalne zanieczyszczenie, które można usunąć podczas następnego planowanego przestoju. Jeśli nastąpi nagły skok, oznacza to zablokowanie, awarię rurki lub zanieczyszczenia w wiązce. Trendy pomagają również w rozróżnieniu typowych sezonowych wahań temperatury wody chłodzącej od rzeczywistych uszkodzeń mechanicznych. Jeśli dziennik wskazuje, że prędkość zbliża się do maksymalnego limitu, operator może podjąć działania, zanim zacznie się zużycie frettingowe.
Rutynowe, codzienne obserwacje ciśnienia, przepływu i dźwięku mogą zapobiec katastrofalnym awariom wiązek rurek. Operatorzy nasłuchują i rejestrują dane, to pierwsza linia obrony. Placówka traktuje każde grzechotanie jako sygnał, a każdą niewyjaśnioną zmianę ciśnienia jako sygnał do badania. Dzięki temu wymienniki ciepła PTFE w zakładzie działają bezpiecznie w ramach ograniczeń-dynamicznych płynów. Rezultatem jest dłuższa żywotność, mniej wycieków i pewność, że sprzęt jest chroniony poprzez uważne monitorowanie, a nie pozostawiony przypadkowi.