Toru pool käsitleb puhast vedelikku, mis läbib siledaid PTFE torusid. Siiski tõuseb nädalate jooksul rõhk, mis on vajalik kesta{1}}külgvedeliku surumiseks läbi soojusvaheti. Torud ise ei saasta,{3}}probleem on väljastpoolt. Seda mõistatuslikku sümptomit diagnoositakse sageli valesti kui toru{5}}kõrvalprobleemi, mis viib seest täiesti puhtate kimpude tarbetu puhastamiseni või isegi väljavahetamiseni. Tegelikkuses viitab kesta{7}}poolse diferentsiaalrõhu järkjärguline tõus hoolimata puhastest torudest täpselt kogunemisele torukimbu ja deflektorite välispindadele. Põhjuste mõistminekesta külje rõhulanguse suurendamine puhas torud PTFEseisund võimaldab operaatoritel valida õige puhastusmeetodi ja taastada soojusvaheti jõudluse.
Algpõhjus: saastumine väljaspool torusid
PTFE-torusid hinnatakse nende mittenakkuva, keemiliselt inertse sisepinna tõttu. Tahkeid osakesi, lahustunud tahkeid aineid või reaktiivseid aineid sisaldavad vedelikud kleepuvad toru sisemusse harva. Kuid kesta pool-torude ümber olev ruum-esitab teistsuguse keskkonna. Kesta{6}}külgne vedelik voolab läbi torukimbu, läbides torudevahelisi pilusid ja deflektoriplaate. Need käigud on kitsad ja sisaldavad arvukalt paigalseisu, eriti deflektorite taga ja torude juures,-to{9}}toetavad kontaktpunktid.
Aja jooksul koguneb toru välispindadele ja deflektoritele kolme peamist tüüpi sadestusi:
1. Tahkete osakeste settimine
Kui kesta{0}}külgne vedelik sisaldab hõljuvaid tahkeid aineid (nt tolm, roosteosakesed, kristalliseerunud soolad või metallipeened), võivad need osakesed settida väikese kiirusega piirkondades. PTFE madal pinnaenergia ei takista mehaanilist kinnijäämist; osakesed kiiluvad külgnevate torude vahele või vastu deflektoreid. Sademekihi kasvades voolu ristlõige-kahaneb. Järjepidevusvõrrandi kohaselt sunnib vähendatud ristlõikepindala fikseeritud mahulise voolukiiruse korral vedeliku kiirust ülespoole. Survelangus piirangul on võrdeline kiiruse ruuduga (ΔP ∝ v²). Järelikult võib isegi mõõdukas vooluala vähenemine põhjustada mõõdetud rõhulanguse märkimisväärset suurenemist.
2. Polümerisatsioon ja keemiline saastumine
Paljud keemiliste protsesside kesta{0}külgmised vedelikud on kõrgel temperatuuril polümerisatsioonile või vaigu moodustumisele altid. Näiteks võivad monomeerid nagu stüreen või akrüülid aeglaselt reageerida kuumadel pindadel, moodustades kleepuva polümeerikihi. PTFE mittenakkuv olemus vähendab seda mõju, kuid ei kõrvalda seda; kui polümeeri lähteaine on piisavalt reaktiivne, võib see siiski sadestuda, eriti metallist deflektoritele ja tugiplaatidele (mis on sageli valmistatud roostevabast terasest). Pärast õhukese kihi moodustumist püüab see kinni täiendava materjali, moodustades järk-järgult viskoosse või kõva kooriku, mis ahendab vooluteid.
Samamoodi võivad lahustunud anorgaanilisi aineid sisaldavad vedelikud sadestada sooli, kui temperatuur muutub üle soojusvaheti, sadestades katlakivi torude välisküljele.
3. Bioloogiline kasv (biofouling)
Vahetajates, mis kasutavad töötlemata vett,{0}}nagu jõgede, järvede või jahutustornide jahutusvesi, -võib bioloogiline kasv (vetikad, bakterid või lima{2}}moodustavad organismid) areneda koore poolel. Soe ja niiske keskkond torude vahel on ideaalne biokile arendamiseks. Limane biokile suurendab voolutakistust ja hoiab ka hõljuvaid aineid kinni, kiirendades saastumist. Biomäärdumine on eriti levinud madala kiirusega{6}}piirkondades ja see võib nädalatega põhjustada rõhulanguse kahekordistumist.
Miks Shelli{0}}külgmine saastumine sageli tähelepanuta jäetakse?
Torude väliskülg võib olla rutiinse kontrolli jaoks pimeala. Fikseeritud torulehtvahetis on kesta{1}}külgmised käigud täielikult suletud; ilma kesta eemaldamata või lahti lõikamata pole kimbule otsest visuaalset juurdepääsu. Operaatorid jälgivad sageli toru{3}}külje puhtust, kontrollides toru sisemust või mõõtes toru-poolset rõhulangust. Kui toru -külg jääb puhtaks (madal rõhulangus ja puhas väljavool), eeldatakse, et kogu soojusvaheti on puhas,{7}}see on ohtlik eksitus.
Lisaks võib kesta{0}}poolset rõhulangust jälgida ainult perioodiliselt või mitte võrrelda seda algtasemega. Järk-järguline tõus kuude jooksul võib jääda märkamatuks, kuni pump saavutab maksimaalse tõstekõrguse või voolukiirus langeb alla protsessi nõudeid.
Rõhumõõtur kui tõetruu jutuvestja
Rõhumõõtur on tõene jutuvestja, kui selle sõnumit kuulda võtta. Esimene samm kesta{1}}külje saastumise probleemi diagnoosimisel on lähtetaseme kindlaksmääraminepuhas rõhulangusteadaoleva voolukiirusega. See lähtetase tuleks registreerida kohe pärast uut paigaldust või pärast põhjalikku puhastamist. Seejärel võrreldakse perioodilisi näitu (iga päev, kord nädalas või kuus) sama voolukiiruse juures algväärtusega.
Puhas PTFE-torukimp, millel pole kesta{0}}külgmisi sadestusi, põhjustab prognoositava rõhulanguse, mis püsib stabiilsena kuude jooksul. Järk-järguline monotoonne tõus-näiteks 5% kuus-näitab tugevalt järkjärgulist kesta-kuhjumist. Seevastu toru -poolne saastumine avaldub toru-poolse rõhulanguse suurenemisena ja soojusülekande vähenemisena, mitte kere{9}}poolse tõusuna.
Kui kesta{0}}külgne vedelik on potentsiaalse bioloogilise aktiivsusega vesi, võib suurenemine järgida hooajalist mustrit (suvel kiiremini). Polümerisatsiooni korral tõus sageli kiireneb, kuna ladestused annavad edasiseks reaktsiooniks rohkem pinda.
Lahendused: keemiline puhastus ja kimpude eemaldamine
Kui kesta{0}}külgne saastumine on kinnitatud, tuleb puhastada välispinnad. Lähenemisviis sõltub soojusvaheti konstruktsioonist ja hoiuse olemusest.
Keemiline puhastus (kohas-)
Paljude saastumiste korral saab keemilist puhastust teha ilma torukimpu eemaldamata. Puhastuslahust tsirkuleeritakse läbi korpuse külje (toru pool isoleeritakse või loputatakse eraldi). Kemikaalide valik sõltub hoiusest:
Sete ja katlakivi:Happelised lahused (nt lahjendatud HCl, sidrunhape või sulfaamhape) lahustavad kaltsiumkarbonaadi, raudoksiidi ja enamiku mineraalide katlakivi. Reaktsioonist tekkiva gaasi vabastamiseks tuleb kesta pool õhutada.
Polümerisatsioon ja orgaaniline saastumine:Leeliselised puhastusvahendid (nt naatriumhüdroksiid pindaktiivsete ainetega) või lahustid (nt tolueen, metüületüülketoon või spetsiaalselt valmistatud rasvaeemaldusvahendid) lagundavad orgaanilisi polümeere ja vaike. Kontrollida tuleb puhastusaine kokkusobivust PTFE-ga (suurepärane) ja korpuse materjaliga (nt süsinikteras või roostevaba teras).
Biomäärdumine:Naatriumhüpoklorit (valgendi), vesinikperoksiid või biotsiidsed preparaadid (nt kvaternaarsed ammooniumiühendid) tapavad ja hajutavad biokile. Pärast biotsiidi ringlust eemaldab praht puhta veega loputamine.
Chemical cleaning effectiveness depends on achieving turbulent flow velocity (>1 m/s) korpuse poolel, et puhastada lahti tulnud sademeid. Puhastuslahuse kuumutamine (kui soojusvaheti seda talub) kiirendab reaktsioonikiirusi. Pärast puhastamist peaks rõhulang taastuma algse lähteväärtuse lähedale.
Kimpude eemaldamine mehaaniliseks puhastamiseks
Kui keemiline puhastus on ebapiisav-näiteks kui setted on tugevalt karboniseerunud, kõvasti-paagutatud või sisaldavad suuri lahustumatuid osakesi,-on vajalik mehaaniline puhastus. See on teostatav ainult soojusvahetite puhul, kus torukimbu saab kestast eemaldada:
Ujuvad peavahetid(nt AES, BES või AEP tüübid) võimaldavad kimbu horisontaalselt tõmmata pärast ujuva peakatte eemaldamist.
U-toruvahetid(CFU tüüp) võimaldavad ka kimbu eemaldamist.
Fikseeritud torulehtvahetid(nt BEM või AEM tüübid) seda tehamittevõimaldada kimbu eemaldamist; kimp on püsivalt kesta külge keevitatud. Nende jaoks on ainus võimalus keemiline puhastus või hüdropritsimine läbi puuritud juurdepääsuportide, kui need on saadaval.
Pärast eemaldamist saab kimbu puhastada kõrgsurveveejugadega (tavaliselt 500–1500 baari), aurupuhastuse või käsitsi kraapimisega (kuigi kraapimine võib kahjustada PTFE toru pindu). Pärast puhastamist kontrollitakse kimpu enne uuesti paigaldamist toru kulumise või kahjustuste suhtes.
Ennetusstrateegiad
Shelli{0}}poolse rõhulanguse suurenemise kordumise vältimiseks on soovitatav kasutada kolme meedet.
Filtreerige kesta{0}}külgne vedelik:Üle 100–200 μm suuruste osakeste eemaldamiseks paigaldage kesta{0}}poolsele sisselaskeavale kurn või kassettfilter. Peente tahkete ainete puhul võib kasutada tagasipesufiltrit või tsükloneraldajat.
Kontrollige bioloogilist kasvu:Kui kesta{0}külgne vedelik on vesi, takistab biotsiidi sissepritsesüsteem (pidev või katkendlik) biokile moodustumist. Ultraviolett (UV) töötlemine on veel üks mittekeemiline võimalus.
Hoida kesta{0}}külgne kiirus üle kriitilise saastumise kiiruse:Sedimentatsiooni ja biosaaste korral aitab minimaalne ristvoolukiirus 0,5–1,0 m/s (olenevalt osakeste suurusest) hoida tahkeid aineid hõljumas ja takistab kinnitumist. Liiga suur kiirus võib aga põhjustada toru vibratsiooni ja ärritust, mis on -eraldi disainilahendus-.
Polümerisatsiooniprobleemide korral võib lõplik lahendus olla kesta{0}}poolse töötemperatuuri alandamine (kui protsess võimaldab) või polümerisatsiooni inhibiitori lisamine vedelikule.
Seire kui hooldustööriist
Võrdluseks on esmatähtis rõhulanguse näit puhtana. Ilma selleta on järkjärguline tõus tavapärasest töökorrast eristamatu. Kasutuselevõtmisel või pärast iga puhastamist on soovitatav registreerida korpuse -poolse rõhu langus kavandatud voolukiirusel ja säilitada seda hooldusfailis. Seejärel annab varase hoiatuse lihtne igakuine kontroll (nt olemasolevate manomeetrite või diferentsiaalrõhuanduri abil).
20–30% tõus algtasemest on selge signaal, et puhastamine tuleks ajastada järgmise kavandatud seisaku ajal. Kui ootate, kuni rõhulangus kahe- või kolmekordistub, tekib pumba kavitatsiooni, voolu nälgimise ja võimaliku torukimbu kahjustamise oht, mis tuleneb liiga suurest voolukiirusest ülejäänud avatud piludes.
Järeldus
Korpuse{0}}külgne saastumine on PTFE-soojusvahetite rõhulanguse tavaline põhjus, isegi kui torud ise jäävad täiesti puhtaks. Osakesed, polümeriseerunud jäägid või bioloogiline lima kogunevad torude välisküljele ja deflektoritele, ahendades voolukäike ja suurendades kiirust-ja seega ka rõhu langust- vastavalt ruutseadusele. Selle suundumuse jälgimine algtasemega võimaldab puhastamist ajastada enne, kui see muutub kriitiliseks. Keemiline puhastus (hapete, lahustite või biotsiididega) lahendab enamiku ladestusi kohapeal, samas kui tõrksa saastumise korral võib ujuv-peaga või U{7}}toru puhul olla vajalik kimpude eemaldamine. Hea toimimise tagamiseks peavad soojusvaheti mõlemad pooled olema puhtad; kesta pool, sageli vaateväljast väljas, väärib sama tähelepanu kui toru pool. Tunnistades, et hoolimata puhastest torudest on kere{10}poolse rõhu languse tõus, saavad insenerid vältida torude valesti suunatud puhastamist ja tõhusalt kõrvaldada tegelik algpõhjus.
