Die Nutzungsdauer von Plattenwärmeaustauschern ist nicht fest vorgegeben und liegt in der Regel zwischen 10 und 25 Jahren. die Risiken, die die Nutzungsdauer von Plattenwärmeaustauschern beeinträchtigen, lassen sich in vier Dimensionen zusammenfassen: Werkstoffe, Betriebsbedingungen, Bedienung und Wartung sowie externe Faktoren. Diese Risiken treten häufig nicht isoliert auf, sondern summieren sich und beschleunigen den Anlagenausfall.
Plattenwärmeaustauscher bestehen hauptsächlich aus PHE-Platte und PHE-Dichtung.
1.1 Wärmeaustauscherplatte
Die Lebensdauer einer PHE-Platte hängt von den Korrosionsbedingungen ab. Eine PHE-Platte aus Edelstahl 304 kann in zirkulierendem Wasser oder Meerwasser mit hohem Chloridionengehalt innerhalb von 2–3 Jahren Lochkorrosion und Durchstechung entwickeln. Edelstahl 316L weist typischerweise eine Einsatzdauer von 10–15 Jahren in üblichen industriellen Flüssigkeiten auf. Titan-(Ti)- oder Hastelloy-Platten können bei Einsatz in Meerwasser sowie unter stark sauren oder alkalischen Bedingungen eine Lebensdauer von über 20 Jahren erreichen; häufig bleibt die Platte sogar nach mehreren Dichtungswechseln intakt.
| Material | Empfohlene Anwendungen |
|---|---|
| edelstahl 304 | Reines Wasser, Öle, Flüssigkeiten mit niedriger Temperatur |
| 316L Edelstahl | Allgemeines industrielles Wasser, niedrige Chloridgehalte |
| Titan (Ti) | Meerwasser, hohe Chloridgehalte, bromhaltige Flüssigkeiten |
| Hastelloy | Starke Säuren, starke Laugen, hochkorrosive Medien |
PHE-Dichtungen sind Verschleißteile und entscheidend für die wartungsfreie Lebensdauer der Anlagen. Unter Hochtemperaturbedingungen (insbesondere >150 °C), in Medien mit Chlor oder bei häufigen Temperaturschwankungen altern, verhärten und verlieren die Gummidichtungen ihre Elastizität. EPDM-Dichtungen halten unter idealen Bedingungen in der Regel etwa 5–8 Jahre, NBR-Dichtungen etwa 3–5 Jahre.
| Dichtungsmaterial | Geeignete Medien |
|---|---|
| EPDM | heißwasser, Dampf, enthärtetes Wasser, verdünnte Säuren, Laugen, Alkohole, Lebensmittel |
| NBR | mineralöl, Kraftstoff, Schmieröl, Fettschmierstoffe, allgemeines industrielles Wasser |
| HNBR | ölhaltige Medien bei höheren Temperaturen, Kältemittel |
| Viton / FKM | hochtemperatur-Öl, Kraftstoff, starke Säuren, organische Lösungsmittel |
| PTFE / expandiertes PTFE | starke Säuren, starke Laugen, Lösungsmittel, korrosive Chemikalien |
| CR (Chloroprenkautschuk) | kältemittel, verdünnte Säuren, Meerwasser, Außenbereiche |
2.1 Chloridionenkorrosion
Dies ist die häufigste Ausfallursache bei Plattenwärmeaustauschern. Chloridionen dringen in den Passivfilm aus Edelstahl ein und bilden Mikrogruben an den Kuppen der Wellung, die sich allmählich vertiefen, bis es zur Durchstechung kommt. Unter Zugspannung (z. B. durch Kompression oder Temperaturdifferenz) kann es zu spannungsbedingter Korrosionsrissbildung (SCC) kommen. Leichte Fälle führen zu Lochkorrosion, Durchstechung und Leckagen; schwere Fälle verursachen spröde Brüche.
JINFAN bietet eine umfassende Palette an Materialien – von Edelstahl 304 und 316L bis hin zu Titanplatten und Hastelloy (C-276). Ein optimiertes wellenförmiges Plattendesign verringert die Spannungskonzentration und verbessert die Beständigkeit gegen spannungsbedingte Korrosionsrissbildung.
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2.2 Verkalkung und Verstopfung
Plattenwärmeaustauscher weisen enge Strömungskanäle auf. Ist die Wasserhärte hoch und wird das Wasser nicht enthärtet, führt die Bildung von Ablagerungen nicht nur zu einer drastischen Verringerung der Wärmeaustauscheffizienz, sondern lokale Überhitzung oder Unterkühlung kann zudem Spannungskorrosion hervorrufen. Eine erzwungene chemische Reinigung, die unsachgemäß durchgeführt wird (z. B. Einsatz von Salzsäure zur Reinigung von Edelstahlplatten), kann direkt zu Wasserstoffversprödung oder interkristalliner Korrosion der Platten führen; bereits eine einzige unsachgemäße Reinigung kann die gesamte Anlage zerstören.
Unsere plattenwärmeaustauscher mit großem Spalt reduzieren wirksam die Ablagerungsrate von Schwebstoffen und die Bildung von Ablagerungen und verlängern so die Reinigungsintervalle um das 2- bis 3-Fache. Die Baureihe mit großem Spalt bietet zudem eine Vielzahl von Materialoptionen, darunter 316L und Titan, wodurch die Integrität des Plattenwerkstoffs auch bei langfristigem Betrieb in chlorreichem, hartem Wasser gewährleistet bleibt.
2.3 Häufiges Inbetriebnehmen und Herunterfahren des Systems
Das An- und Abschalten der Pumpe sowie das schnelle Schließen von Ventilen erzeugen Druckstöße, die zu einem kurzzeitigen Hochdruck auf Platten und Dichtungen führen und so zu Plattendeverformation, Dichtungsverschiebung und sogar zu Plattenrissen führen können. Ein schnelles Wechseln zwischen heißen und kalten Medien oder der direkte Eintritt von Dampf in einen nicht vorgewärmten Wärmeaustauscher verursacht thermische Spannungen, die zu Plattendeverformation, Rissbildung in Schweißnähten (bei vollgeschweißten Typen) sowie Ermüdungsversagen der Dichtungen führen.
2.4 Übermäßige Verspannung
Um Leckagen an den Dichtungen vorübergehend zu beheben, wird das Anzugsmoment der Verspannungsbolzen kontinuierlich erhöht, was zu einer übermäßigen Druckverformung an den Plattenkanten, zum Zerquetschen der Dichtungsnut und zum Bruch der Platten führt.
| Typ | Spezifische Risiken |
|---|---|
| Dichtungsplattenwärmetauscher | Dichtungsalterung, Leckage und menschliche Bedienungsfehler (Reinigung, Anziehen) |
| Mit einem Gehalt an Kohlenwasserstoff von mehr als 0,5% | Nicht reinigbar; Ablagerungen führen zur Entsorgung; Korrosion der Hartlöt-Schicht (Kupfer oder Nickel) verursacht einen Totalausfall des Geräts |
| Geschweißter Plattenwärmetauscher | Korrosion und Leckage der Schweißnaht; aufwändige Wartung; in der Regel ist ein vollständiger Austausch des Geräts erforderlich |
* Das Verständnis potenzieller Risiken hilft Ihnen bei der Auswahl des zuverlässigsten Wärmeaustauschers für Ihre Betriebsbedingungen.
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