Af hverju mynda PTFE varmaskipti hjáveitu leka og hvernig er það leiðrétt?

Hjáleiðarleki er ekki leki út í umhverfið, heldur innri stutt-skorin-skel-hliðarvökvi sem flæðir um slöngubúntinn í stað þess að í gegnum hann. Þessi innri framhjáleið er tap á yfirborði hitaflutnings og minnkun á virkni skipta en er ekki sýnileg utan frá. Það er mikilvægt að þekkja leiðir og orsakir framhjálekavandamála í PTFE varmaskipti til að greina tap á afköstum og skipuleggja árangursríkar viðgerðir. Þessi grein fjallar um algengar lekarásir, orsakir leka og viðgerðarskref til að endurheimta hitauppstreymi.

Hjábrautarleki: hvað það er og hvers vegna það skiptir máli?
Í skel-og-rörvarmaskipti á skel-hliðarvökvinn að flæða þvert yfir slöngubúntið, stýrt af skífum. Hjáveituleki á sér stað þegar hluti af þeim vökva snertir ekki slöngurnar, vegna þess að hann rennur niður styttri, lægri viðnámsleið. Vökvinn fer út úr skiptanum með litlum eða núlli hitabreytingum, sem dregur úr heildarvarmaflutningshraða.

Hjáveituleki er skaðlegur, sérstaklega fyrir PTFE varmaskipta sem þegar hafa lægri hitaleiðni en málmeiningar. Hjáveituflæði upp á 20% getur lækkað virkan varmaflutningsstuðul um 25–35% vegna þess að framhjáhlaupsvökvinn tekur ekki þátt í varmaskiptum. Vandamálið er innra og er ekki hægt að finna með ytri sjónrænni skoðun eða þrýstiprófun, aðeins með hitauppstreymi eða innri skoðun.

PTFE varmaskiptir Aðal framhjáleiðir lekaleiðir
Skeljar-hliðarvökvinn getur farið framhjá slöngubúntinu á þrjá mismunandi vegu.

1. Bundle-to-Skeljarhreinsun (hringlaga hjáleið)
Það er alltaf bil á milli ystu röranna og innri vegg skeljarinnar. Þetta hringlaga bil er nauðsynlegt til að setja í og ​​fjarlægja slöngubúntið. Þetta skarð er fyllt í vel smíðaðan skipta með þéttistrimlum (stundum kallaðar hjáveituþéttingar) eða dummy rörum sem takmarka flæðið. Þéttingarræmurnar eru oft flatar stálstangir eða PTFE-fylltar ræmur sem festar eru á skífurnar, standa út á við og snerta skelvegginn.

Þegar þéttiræmur vantar, þær eru slitnar eða rifnar, flæðir vökvi á skelhliðinni auðveldlega í gegnum hringlaga bilið án þess að komast inn í slöngubúntið. Þetta er aðal hjáleiðarvegurinn.

2. Baffla til skeljar úthreinsun
Bafflarnir passa ekki þétt í skelina. Smá bil (venjulega 1–3 mm) er til staðar til að gera samsetningu og hitauppstreymi kleift. Vökvi getur runnið yfir brúnir hverrar skífu, sérstaklega efst og neðst þar sem skurðurinn á sér stað. Leki í nýjum skiptum er hóflegur (2-5% af heildarrennsli). Hins vegar ef skífur skemmast, snúast, tærast eða veðrast, mun úthreinsun aukast og hjáveituflæði eykst umtalsvert.

Vatnshamar (gufuhamar), aðskotahlutir sem eru fluttir í vökvanum á hlífðarhliðinni og tæringu á íhlutum úr málmskekkjum geta valdið skemmdum á PTFE-varmaskiptarplötum (PTFE-rör sjálfir tærast ekki, en málmskífurnar og stuðningsplöturnar geta valdið skemmdum).

3. Slöngu til Baffle Fjarlægð
Hver skífa er með gati sem PTFE rör rennur í gegnum. Til að leyfa hreyfingu á sveigjanlegu PTFE rörinu og koma í veg fyrir bindingu meðan á hitaþenslu stendur er nauðsynlegt rými sem er 0,2 til 0,5 mm. Þessar litlu hringlaga göt geta leyft vökva að komast út. Leki í slöngu til að skýla er almennt minniháttar þáttur í framhjáhlaupi í flestum hönnunum (venjulega<5% of total bypass) due of the pressure drop across each baffle forcing flow down the many tube holes. However, the cumulative effect can be significant in exchangers with many baffles and low-viscosity fluids.

Ástæður fyrir PTFE framhjáveitu varmaskiptara
Innri skoðun leiðir venjulega í ljós eitt eða fleiri af eftirfarandi skilyrðum:

Slitinn eða vantar veðurstriping
Þéttilistar eru festar á skífur með skrúfum, klemmum eða suðu. Skrúfur geta losnað með tímanum, klemmur geta bilað eða ræmurnar sjálfar geta tært eða brotnað niður. Í ákveðnum reitum-viðgerðum búntum gætu þéttiræmurnar ekki verið settar upp aftur- eftir endur-slöngur. Það er regluleg uppgötvun að þéttiræmur eru aðeins til staðar á fáum skífum, eða eru algjörlega fjarverandi.

Skemmdar skífur,
Hægt er að brjóta skífur með því að:

Gufuhamar – Endurteknar höggbylgjur geta beygt eða brotið málmplötur nálægt röropunum.

Tæringar - Stálpúður geta þynnst niður og misst lögun við ætandi notkun (jafnvel með PTFE slöngum).

Vélrænt högg - Bafflar gætu bognað við innsetningu eða fjarlægingu búnts ef þau eru ekki rétt stillt.

Passar ekki lengur þétt að skelinni, boginn skífa skapar umtalsverða úthreinsun. Brotið skífa gæti vantað hluta sem leyfa flæði.

Stór skeljarhreinsun frá upprunalegri hönnun
Sumir -lággjalda PTFE-varmaskiptanna eru smíðaðir með óhóflegu rými-til-skeljar til að auðvelda framleiðslu. Bilið getur verið 10 mm eða meira. Þéttilistar vantar eða eru of litlar. Í þessum aðstæðum er framhjáhlaupsleki hönnunareiginleiki og ekki er hægt að útrýma því algjörlega án meiriháttar endurhönnunar.

Hvernig á að greina hjáveitu leka án þess að opna skiptiskipti
Ef grunur leikur á leka hjá framhjáhlaupi:

Hitaflutningshraði, reiknaður út frá hitastigi inntaks/úttaks og flæðishraða, er mun lægri en hönnunartalan, jafnvel þó að rörin séu hrein og enginn utanaðkomandi leki.

Þrýstifall skeljarhliðar er minna en söguleg aflestur við sama flæðishraða. Minni þrýstingsfall þýðir að vökvinn flæðir í gegnum rás með minni mótstöðu (hjáveitu).

Hitabreytingin á skel-hliðarvökvanum (ΔT) er ekki eins og búist var við og úttakshitastig rörsins -hliðar er á sama hátt frá markmiði.

Í fyrsta lagi er mikilvægt að útiloka aðrar skýringar á lélegri frammistöðu: óhreinindum, föstum ó-þéttanlegum efnum eða lægra rennsli. Ef þeir hverfa þá er það líklega bypass leki.

Framhjá lekaleiðréttingaraðgerðum
Rétt viðgerð er háð alvarleika og aðgengi slöngubúntsins.

1. Skipt um þéttiræmur (algengasta leiðréttingin)
Fyrir skipta með færanlegum slöngubúntum er hægt að setja þéttiræmur í eða fjarlægja meðan á fyrirhugaðri stöðvun stendur. Ferlið er:

Skeljahlífin er fjarlægð og slöngubúnturinn dreginn út.

Bafflar eru skoðaðir. Hreinsaðu rusl og tæringu úr rifunum á núverandi þéttiræmu.

Nýjar innsiglisræmur (oft PTFE gegndreypt dúkur, málmfjaðurræmur eða gegnheilar PTFE-stangir) eru skornar í nauðsynlega lengd og settar í raufin á hverri plötu. Röndin eiga að standa út til að komast í snertingu við innri vegg skeljunnar með litlum truflunarpassi (0,2–0,5 mm þjöppun).

Röndunum er haldið á sínum stað með skrúfum eða með því að slípa brúnir skífunnar (fyrir málmræmur). Sumar útfærslur halda ræmunum með þrýstingi skeljunnar á móti skífunni.

Búnturinn er settur upp aftur og skiptibúnaðurinn er prófaður.

Þessi viðgerð endurheimtir venjulega 90-100% af tapaða afköstum ef skífurnar eru ekki skemmdar.

2. Viðgerð eða skipting á baffli
Þéttilistar einar og sér geta ekki lagað skífur sem eru bognar, brotnar eða tærðar. Skemmdar skífur skulu lagfæra eða skipta út. Fyrir PTFE-varmaskipti eru skífur yfirleitt úr málmi (ryðfríu stáli eða kolefnisstáli) sem geta verið:

Rétt - Hægt er að ýta litlum beygjum flatar í vökvapressu.

Soðnar - sprungur eru soðnar upp og sléttar. Þess er gætt að skekkja ekki skífuna.

Skipt um - Stórskemmdar skífur eru skornar úr búntinu og nýjar blöðrur eru þræddar á PTFE slöngurnar. Þetta er-vinnufrek aðgerð, oft framkvæmd meðan á fullri endurbót stendur.

Eftir viðgerð á skífum eru nýjar þéttiræmur settar upp.

3. Skel-Hliðarflæðisstilling (tímabundin mildun)
Í aðstæðum þar sem ekki er hægt að taka í sundur tafarlaust, geta rekstrarstillingar að hluta til vegið upp fyrir framhjáhlaupsleka. Með því að auka skel-hliðarflæðishraða hækkar hraðinn í gegnum bæði slöngubúntið og framhjáhlaupið. Vegna þess að þrýstingsfallið eykst með veldi hraðans getur hærra flæðishraði bætt hlutfall vökva sem raunverulega fer yfir rörin. Hins vegar lagar þetta ekki undirrót og eykur dæluorkuna. Það er aðeins talið tímabundið ráðstöfun.

4. Endurhönnun vegna alvarlegra úthreinsunarvandamála
Í skiptarum með í eðli sínu yfirstærð skeljarrýmis (léleg upprunaleg hönnun), má reyna að endurnýta með þykkari þéttistrimlum eða setja upp gúmmírör í hringlaga rýmið. Dummy slöngur eru stuttar lengdir af PTFE slöngum sem eru settar í ystu slöngugötin en eru innsigluð á endum slöngunnar þannig að enginn vökvi flæðir í gegnum þau. Þeir taka pláss og loka hjáleið. Þessi aðferð krefst þess að bora fleiri göt í skífur og slönguplötur og er venjulega gert af sérhæfðu viðgerðarverkstæði.

Þversniðsskýring-lýsing (textaframsetning)
Eftirfarandi lýsing sýnir framhjáleiðir í dæmigerðum PTFE skel-og-rörvarmaskipti, séð í þversniði-þversniðs:

Ytri hringurinn táknar innri vegg skeljar.

Að innan táknar hringlaga röð af litlum hringjum PTFE slöngurnar.

Bilið á milli ystu rörhringjanna og innri vegg skeljunnar er úthreinsun búnts-til-skeljar (hringlaga framhjáleið). Í vel-hönnuðum skiptistöng standa þéttiræmur (myndaðir sem litlir rétthyrningar festir við skífuna) inn í þetta bil og snerta næstum skelvegginn.

Skurðveggur er sýndur sem lárétt lína sem fer yfir innri skelina, með útskorunum (glugganum) efst og neðst. Vökvi sem flæðir um brúnir skífunnar-í gegnum skífuna-til-skeljarúthreinsunar- er sýndur sem örvar sem liggja á milli skífunnar og skeljarveggsins.

Litlar örvar á milli einstakra röra og skjálftans tákna rör-til-þarfa leka.

Þéttilistarnir loka hringlaga framhjáhlaupinu. Þegar það vantar gefa stórar örvar til kynna óhindrað flæði í gegnum hringlaga bilið.

Forvarnir gegn leka hjá hliðarbrautum
Best er að koma í veg fyrir framhjáhlaupsleka við hönnun og fyrstu samsetningu:

Tilgreindu TEMA flokki R eða B byggingu - Þessir staðlar skilgreina hámarksbil og krefjast þéttiræma fyrir skelþvermál yfir ákveðinni stærð.

Notaðu tvöfalda þéttiræma - Tvær raðir af þéttistrimlum á hverri plötu veita offramboð.

Skoðaðu þéttiræmur við endurbótingu - Skipt er um allar ræmur sem vantar eða eru skemmdar áður en þær eru settar saman aftur.

Forðastu vatnshamar - Eins og fjallað er um í tengdum leiðbeiningum, skemmir gufuhamar skífur og losar festingar á þéttistrimlum.

Reglubundin innri skoðun (á 3–5 ára fresti) ætti að fela í sér athugun á þéttleika þéttiræma og ástand skífa. Ef grunur leikur á leka hjá framhjáhlaupi fyrr er hægt að bera þrýstingsfallspróf við þekktan flæðishraða saman við grunnlínugögn.

Niðurstaða
Hliðarleki er hönnunar- og viðhaldsvandamál sem rýrir afköst PTFE varmaskiptara hljóðlaust. Aðalleiðirnar eru búnt-til-skeljarúthreinsunar (hringlaga framhjá) og baffles-til-skeljarhreinsunar. Vantar eða slitnar þéttiræmur og skemmdar plötur eru algengustu orsakirnar. Innri skoðun leiðir oft þessi vandamál í ljós. Leiðréttingaraðgerðir fela í sér að skipta um þéttiræmur, gera við eða skipta um skemmdar plötur og, sem tímabundin ráðstöfun, auka skel-hliðarflæði. Fyrir alvarleg úthreinsunarvandamál gæti verið þörf á dummy rörum eða endurhönnun. Vandamál með PTFE-varmaskipti við hliðarleka getur dregið úr varmaflutningi um 10–30%, en flest tilvik eru að fullu lagfærð á meðan á fyrirhuguðu bili stendur. Rétt framleiðsla með fullnægjandi þéttistrimlum og reglulegri innri skoðun varðveitir hitauppstreymi og lengir endingartíma.