چگونه می‌توان مبدل حرارتی U-Tube و Shell را از خوردگی محافظت کرد؟

سلام دوستان، اگر تا به حال با مبدل های حرارتی U-tube و shell کار کرده اید، می دانید که آنها در بسیاری از صنایع - از نفت و گاز گرفته تا فرآوری شیمیایی، حتی تولید برق، نیروی کار هستند. به عنوان مردی که بیش از یک دهه است که این پسران بد را تامین می‌کند، از نزدیک دیدم که چگونه خوردگی می‌تواند وارد شود و یک مبدل حرارتی کاملاً خوب را به یک گودال پول تبدیل کند. یک دقیقه صاف کار می‌کند، دقیقه بعد با لوله‌های نشتی، افت فشار، یا حتی خاموش شدن کامل سیستم مواجه می‌شوید که هزینه آن بسیار بیشتر از رفع خوردگی از قبل است. امروز، من دقیقاً نحوه محافظت از یک لوله U و مبدل حرارتی پوسته در برابر خوردگی، بدون اصطلاحات فانتزی (خب، فقط کافی است کار را انجام دهیم) و نکاتی را که در کنار مشتریان در سراسر جهان به کار برده‌ام، توضیح می‌دهم.

اول از همه، بیایید مطمئن شویم که در مورد اینکه مبدل حرارتی U-tube و پوسته دقیقاً چه چیزی است، همسو هستیم، زیرا این کلید برای رفع نقاط ضعف خوردگی آن است. بر خلاف مبدل‌های حرارتی ورق لوله ثابت که در آن هر دو انتهای لوله‌ها به یک صفحه لوله چسبانده می‌شوند (در واقع جوش داده می‌شوند)، مدل‌های U-tube دارای لوله‌هایی هستند که به شکل U خم شده‌اند، بنابراین یک انتهای آن آزادانه حرکت می‌کند، که برای مدیریت انبساط حرارتی عالی است (بسیار مهم است که نوسانات دمایی زیاد داشته باشید). اگر در مورد سایر سبک های لوله ای کنجکاو هستید، صفحه مبدل حرارتی لوله ای را در سایت ما بررسی کنید - ما همه چیز را از انواع ثابت لوله مستقیم گرفته تا مبدل های حرارتی صفحه ای پمپ حرارتی برای تهویه مطبوع داریم، اما لوله های U نان و کره ما برای کارهای با گرمای بالا و فشار بالا هستند. حالا نکته اینجاست: آن U شکل، در حالی که برای انبساط عالی است، برخی نقاط داغ خوردگی پنهان ایجاد می کند. بیایید جایی که خوردگی معمولاً ابتدا به آن وارد می شود را تجزیه کنیم.

مقصر شماره یک که می بینم؟ خوردگی مربوط به آب، به ویژه در سمت پوسته و سمت لوله. بیشتر مبدل‌های لوله U برای انتقال گرما بین دو سیال استفاده می‌شوند - یکی از لوله‌ها و دیگری از طریق پوسته. اگر سیال کنار لوله آب باشد، به خصوص آب تصفیه نشده، مواردی مانند خوردگی حفره ای ایجاد می شود، جایی که سوراخ های ریز به مرور زمان از دیواره های لوله عبور می کنند. طرف پوسته حتی پیچیده‌تر است، زیرا جایی است که زباله‌ها و رسوبات دوست دارند ته نشین شوند - آن نواحی راکد به محل پرورش خوردگی میکروبی تبدیل می‌شوند (باکتری‌هایی که اسید تولید می‌کنند، به معنای واقعی کلمه فلز را می‌خورند). من یک بار مشتری در فضای نفت و گاز داشتم که از تصفیه آب کنار پوسته خود صرف نظر کرد و در عرض 18 ماه 20٪ از لوله های U آنها نشت کرد. به همین دلیل است که راهنمای مبدل حرارتی شل و لوله در صنعت نفت و گاز؟ دارای نکات خوردگی خاص متناسب با آن بخش است که به دلیل نمک و سایر آلاینده‌های موجود در مایعات فرآیند بی‌رحمانه است.

مرحله بعدی: انتخاب مواد. این یک بازی "یک اندازه برای همه" نیست. بسیاری از افراد فقط از فولاد کربنی استفاده می کنند زیرا ارزان است، اما اگر با مایعات خورنده کار می کنید، این یک اشتباه است. بیایید ابتدا در مورد مواد لوله صحبت کنیم. اگر با آب ملایم سر و کار دارید، شاید آلیاژهای مس-نیکل (CuNi) کار کنند - ارزان تر از فولاد ضد زنگ هستند و به خوبی مقاومت می کنند. اما برای چیزهای سخت تر، مانند آب شور یا مایعات فرآیند اسیدی، به فولاد ضد زنگ 316 لیتری یا حتی فولاد ضد زنگ دوبلکس برای محیط های فوق العاده خورنده نیاز دارید. پوسته؟ فولاد کربنی استاندارد است، اما اگر طرف پوسته خورنده است، باید آن را آستر کنید - چیزی مانند روکش اپوکسی یا لاستیکی می تواند سال ها عمر کند. صبر کنید و خود U-bend را فراموش نکنید! به دلیل این شکل منحنی، اغلب سخت‌تر است که پوشش یا پوشش مناسب در داخل انجام شود. من مشتریانی را دیده‌ام که سعی می‌کنند از درمان خم‌های U صرفنظر کنند، اما متوجه شده‌اند که ۷۰ درصد از خوردگی آنها از آنجا شروع می‌شود. نکته حرفه ای: وقتی مبدل U-tube خود را مشخص می کنید، از تامین کننده خود بپرسید که آیا عملیات سطح لوله داخلی مانند غیرفعال کردن فولاد ضد زنگ را انجام می دهد، که آهن آزاد را حذف می کند و فلز را در برابر زنگ زدگی مقاوم تر می کند.

سپس تصفیه آب وجود دارد، و من نمی توانم به اندازه کافی روی این موضوع تاکید کنم - حتی اگر بهترین مواد را داشته باشید، آب بد سریعتر از هر چیزی مبدل شما را خورده می کند. بیایید آن را ساده نگه داریم، بدون پیچیدگی. برای سمت لوله، اگر آب شیرین است، باید pH را کنترل کنید (برای 8.0-8.5 شلیک کنید، این نقطه شیرین است)، بازدارنده های خوردگی اضافه کنید، و به طور منظم مواردی مانند یون های کلرید را آزمایش کنید (کلرید دشمن شماره 1 فولاد ضد زنگ است - باعث ایجاد حفره می شود). برای سمت پوسته، باید از تجمع رسوب جلوگیری کنید. شستشوی منظم پوسته ممکن است دردسرساز به نظر برسد، اما بسیار ارزان تر از تعویض لوله است. برخی از مشتریان ما از سیستم های چرخشی با فیلتر برای گرفتن زباله قبل از ته نشین شدن استفاده می کنند. و روی بیوسیدها نخوابید! میکروب ها عاشق آب راکد کنار پوسته هستند، بنابراین یک دوز ماهانه بیوسید خفیف، این خوردگی میکروبی را در مسیرهای خود متوقف می کند. من مشتری داشتم که با خوردگی میکروبی مبارزه می کرد، دوز شوک ماهانه را تغییر داد و نرخ تعویض لوله خود را تا 80 درصد در یک سال کاهش داد. تغییر دهنده بازی.

یکی دیگر از موارد مهم: انبساط حرارتی و تنش، که در واقع خوردگی را تسریع می کند. به یاد دارید که مبدل های U-tube چگونه انتهای آزاد دارند؟ U-bend با تغییرات دما منبسط و منقبض می شود و اگر این حرکت محدود شود، دچار ترک های استرس می شوید. این ترک‌ها مانند بزرگراه‌ها برای سیالات خورنده عمل می‌کنند - وارد می‌شوند و خوردگی سریع‌تر پخش می‌شود. چگونه این را رفع کنیم؟ مطمئن شوید که مبدل شما با فاصله کافی نصب شده است تا انتهای آزاد بتواند حرکت کند. همچنین، به‌طور منظم خم‌های U را برای وجود ترک‌های استرسی بازرسی کنید - ممکن است هر ۲ تا ۳ سال یک‌بار یک آزمایش غیر مخرب (مانند آزمایش اولتراسونیک) انجام دهید، به‌خصوص اگر دماهای بالا دارید. من یک بار مشتری داشتم که بازرسی ها را نادیده می گرفت، و یک ترک استرس در یک خم U منجر به پارگی کامل لوله شد و باعث از دست رفتن تولید آنها 50 هزار دلار شد، بسیار بیشتر از بازرسی.

پوشش ها و آسترها - دوباره برای قسمت هایی که به آن نیاز دارند، هدف قرار می گیرند. لوله ها: اگر خطرات خوردگی خفیفی دارید، یک پوشش اپوکسی داخلی می تواند کمک کند، اما مطمئن شوید که اپوکسی درجه مواد غذایی یا صنعتی سازگار با سیال فرآیند شما است. برای پوسته، اگر فولاد کربنی باشد، یک پوشش لاستیکی کامل یا پوشش اپوکسی روی سطح داخلی از تماس مستقیم بین فلز و سیال خورنده جلوگیری می کند. صبر کنید، اما خم های U را پوشش ندهید پوشش های ضخیم خیلی ضخیم می توانند ترک بخورند که لوله خم می شود یا منبسط می شود و شکاف هایی باقی می ماند که در آن خوردگی می تواند نفوذ کند. بنابراین هنگام پوشش، دقیق باشید، فقط بخش های مستقیم را بپوشانید، سطح داخلی U-bend را خالی بگذارید (اما درمان شده، مانند غیرفعال شده) تا بتواند حرکت کند و بدون ترک خوردگی منبسط شود.

حفاظت کاتدی یکی دیگر از ابزارهای موجود در جعبه ابزار به خصوص برای مبدل ها در محیط های آب یا آب شور است. این کار با تبدیل مبدل حرارتی به "کاتد" یک سلول الکتروشیمیایی انجام می شود، بنابراین خوردگی به جای فلز مبدل برای یک آند قربانی (مانند روی یا منیزیم) اتفاق می افتد. برای مبدل های پوسته و لوله، می توانید از حفاظت کاتدی جریان تحت تاثیر (برای سیستم های بزرگتر) یا آندهای قربانی (برای سیستم های کوچکتر) استفاده کنید. فقط مطمئن شوید که اندازه آندها خیلی کوچک است و آنها به سرعت می سوزند. خیلی بزرگ است و پول را هدر می دهند. تیم ما همیشه به مشتریان کمک می کند تا سیستم های حفاظت کاتدی را اندازه بگیرند، بنابراین اگر مطمئن نیستید از درخواست کمک نترسید.

اکنون، بیایید در مورد تعمیر و نگهداری و بازرسی های منظم صحبت کنیم - این غیرقابل مذاکره است. شما نمی توانید فقط یک مبدل نصب کنید و آن را فراموش کنید. من به همه مشتریانم می‌گویم که یک بررسی ماهانه انجام دهند: گیج‌های فشار را برای وجود قطرات بررسی کنید (یک قطره ممکن است به معنای مسدود شدن لوله یا خوردگی باشد)، به صداهای عجیب گوش کنید (غرش ممکن است به معنای تجمع رسوب یا حفره باشد) و پوسته را برای نشتی بررسی کنید. هر 1 تا 2 سال یکبار، بازرسی دقیق تری انجام دهید: چند نمونه لوله بردارید، وجود حفره یا نازک شدن را بررسی کنید، از آزمایش اولتراسونیک برای اندازه گیری ضخامت دیواره لوله استفاده کنید (اگر دیواره 10 درصد نازکتر از اصلی باشد، باید آن لوله را تعویض کنید). و به طور خاص برای U-bends، از آنجایی که آنها منحنی هستند، بازرسی آنها دشوارتر است - شاید از یک borescope برای مشاهده داخل منطقه U-bend استفاده کنید. من مشتریانی داشته ام که در حین بازرسی ها دچار خوردگی در خم های U شده و به جای اینکه بعداً با خاموش شدن کامل مواجه شوند، چند لوله را تعویض کرده اند.

صبر کنید، و بیایید سیب‌ها را با پرتقال‌هایی مانند اینجا مقایسه نکنیم، اگر برنامه شما با نوع مبدل دیگری بهتر ارائه می‌شود، U-tube را مجبور نکنید. به عنوان مثال، اگر نیاز به تمیز کردن مکرر لوله‌ها دارید، مبدل‌های حرارتی صفحه لوله ثابت ممکن است آسان‌تر باشند، زیرا می‌توانید صفحه لوله را بکشید و به کل بسته نرم افزاری دسترسی داشته باشید. اما اگر انبساط حرارتی مشکل بزرگی است، لوله U راه حل است. و اگر با مبرد یا HVAC سر و کار دارید، مبدل های حرارتی صفحه ای پمپ حرارتی بسیار کارآمد هستند. به همین دلیل مهم است که مبدل مناسب برای برنامه خود را از ابتدا انتخاب کنید، پس از صرفه جویی چند دلاری در نوع نامناسب، بعداً برای شما هزینه خوردگی و خرابی خواهد داشت.

بگذارید یک مثال واقعی برای رانندگی در این خانه به شما بزنم. یک مشتری در صنعت فرآوری شیمیایی دو سال پیش به من مراجعه کرد و شکایت داشت که مبدل U-tube آنها هر 12 ماه یکبار نشتی دارد. آنها از لوله‌های فولادی کربنی، آب کنار پوسته تصفیه نشده و بازرسی‌ها استفاده نمی‌کردند. ما با آنها کار کردیم تا لوله های فولادی ضد زنگ 316L را ارتقا دهیم، پوشش اپوکسی را به پوسته اضافه کنیم، یک برنامه ماهیانه تصفیه آب تنظیم کنیم، و بازرسی های نیمه سالانه را انجام دهیم. دو سال بعد، مبدل آنها حتی یک نشتی نداشته است. آنها بیش از 100 هزار دلار در هزینه های تعویض و خرابی در آن زمان صرفه جویی کردند. دقیقاً به همین دلیل است که این نکات کار می کنند - آنها فقط تئوری نیستند، بلکه همان چیزی هستند که من با مشتریان خود می بینم.

اکنون، می دانم که این ممکن است زیاد به نظر برسد، اما قابل کنترل است. نکته کلیدی این است که فعال باشید، نه واکنش پذیر. خوردگی یک شبه اتفاق نمی افتد - این یک فرآیند کند است و اگر زودتر آن را بگیرید، می توانید بدون هزینه های زیادی آن را تعمیر کنید. بدترین کاری که می توانید انجام دهید این است که نشت های کوچک یا افت فشار را نادیده بگیرید، زیرا آنها به سرعت به مشکلات اساسی تبدیل می شوند.

اگر به دنبال ارتقاء مبدل حرارتی U-tube و پوسته فعلی خود هستید یا به یک مبدل حرارتی جدید نیاز دارید که برای محیط خورنده ارائه شده باشد، ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم. ما فقط تجهیزات را نمی فروشیم، بلکه برای انتخاب مواد مناسب، پیشنهاد راه حل های محافظت در برابر خوردگی و حتی ارائه چک لیست های تعمیر و نگهداری متناسب با برنامه شما، با شما کار می کنیم. خواه در نفت و گاز، فرآوری شیمیایی، یا هر صنعت دیگری که به انتقال حرارت قابل اعتماد نیاز دارد، با تیم ما تماس بگیرید تا در مورد نیازهای خود گفتگو کنید. ما همیشه خوشحالیم که به اپراتورهای دیگر کمک می کنیم تا از سردرد ناشی از خوردگی جلوگیری کنند.