Num trocador de calor do tipo placa, cada placa de troca térmica é rodeada por uma junta de trocador de calor, que determina diretamente se o equipamento pode operar com segurança e eficiência durante um longo período. Na verdade, a junta de TPC é um item de consumo: com o passar do tempo, o material de borracha envelhece e sofre fadiga naturalmente, exigindo, portanto, inspeção e substituição regulares. Muitos vazamentos e quedas de eficiência em trocadores de calor de placas têm origem na junta de borracha.
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Esta é a função principal da Junta PHE. Durante a operação, os fluidos quente e frio fluem nos canais entre as placas adjacentes do Trocador de Calor de Placas (PHE). A junta de borracha do trocador de calor, fixada no lugar, forma uma vedação confiável, impedindo que o meio vaze para o exterior entre as placas ou nas bordas do equipamento. Isso evita desperdício de material e acidentes de segurança.
Nas proximidades dos quatro orifícios de canto de cada placa do trocador de calor, a junta do trocador de calor de placas forma áreas de vedação específicas, direcionando os meios quente e frio para seus respectivos trajetos. Se a junta PHE estiver danificada ou instalada incorretamente, os dois meios poderão "comunicar-se" através dos orifícios de canto, causando contaminação ou falha na troca térmica — o que é inaceitável em setores como o alimentício e o farmacêutico.
Os trocadores de calor experimentam leves vibrações e deslocamentos durante os impactos do fluido, flutuações de pressão ou partidas e paradas. Juntas altamente elásticas podem amortecer essas vibrações, evitando colisões diretas e rígidas entre as placas metálicas, protegendo assim as placas e todo o quadro.
As juntas PHE isolam as bordas das placas e os orifícios nos cantos em relação a meios corrosivos, além de impedir a formação de "zonas mortas", necessárias para a corrosão por fenda entre as placas.
| Material | Faixa de temperatura de operação | Características Principais e Meios Adequados | Observações |
|---|---|---|---|
| Borracha Nitrílica (NBR) | -15 °C a 135 °C | Excelente resistência ao óleo e o material mais utilizado para juntas de uso geral. Adequado para: Água, água do mar, óleos minerais, óleos vegetais, salmoura, etc. |
O material mais comumente utilizado para juntas. Não é adequado para ácidos fortemente oxidantes ou solventes polares. Desempenho moderado de recuperação elástica. |
| Borracha EPDM (EPDM) | -25 °C a 180 °C | Excelente resistência ao calor, vapor, ácidos e álcalis, com longa vida útil. Adequado para: Água quente, vapor, ácidos diluídos, álcalis diluídos, álcoois, cetonas, etc. |
Escolha ideal para sistemas de aquecimento, ventilação e ar-condicionado (HVAC), processamento de alimentos e indústrias de bebidas. Propriedades excepcionais de recuperação elástica. |
| Fluoroelastômero (FKM / Viton) | -5 °C a 230 °C | Resistência excepcional a altas temperaturas e à corrosão química. Adequado para: Ácidos fortes, álcalis fortes, óleos em altas temperaturas e solventes orgânicos. |
Recomendado para condições operacionais extremas nas indústrias química, farmacêutica e petroquímica. Custo do material mais elevado. |
| Borracha nitrílica hidrogenada (HNBR) | -10 °C a 150 °C | Resistência térmica e química aprimorada em comparação com o NBR padrão. Adequado para: Óleos minerais de alta temperatura, água quente e fluidos industriais exigentes. |
Adequado para aplicações que exigem desempenho superior ao do NBR, mas sem a resistência extrema do FKM. |
| Junta com encapsulamento em PTFE | Depende do material do núcleo | Compatibilidade química excepcional com quase todos os produtos químicos e coeficiente de atrito extremamente baixo. Adequado para: Ambientes altamente corrosivos e processos de ultra-alta pureza. |
O próprio PTFE possui elasticidade limitada e é normalmente combinado com núcleos elastoméricos para melhorar o desempenho de vedação. |
Selecione o material da junta com base no fluido e na temperatura de operação.
Meios à base de óleo: A borracha nitrílica (NBR) é geralmente a primeira opção.
Água quente, vapor, ácidos e álcalis: O monômero de dieno de etileno-propileno (EPDM) é preferido.
Ácidos e álcalis fortes, altas temperaturas: Escolha a borracha fluorada (FKM) para desempenho superior.
Altas temperaturas, temperaturas ultra-baixas ou grau alimentício: Considere a borracha de silicone (VMQ).
Corrosão extrema: Recomendam-se juntas revestidas com PTFE.
Observação: As orientações acima são diretrizes gerais de seleção. Ao selecionar equipamentos específicos, certifique-se de verificar as especificações técnicas fornecidas pelo fabricante e consulte os dados oficiais.
As juntas para trocadores de calor de placas são, geralmente, fixadas às placas das seguintes três maneiras:
Utiliza-se adesivo para colar a junta no sulco da placa do trocador de calor de placas (PHE). O processo é simples, mas a remoção do adesivo residual torna-se trabalhosa durante a substituição, além de não ser adequado para equipamentos sujeitos a desmontagem e montagem frequentes.
A junta para trocador de calor de placas possui pinos adesivos que são inseridos nos furos de fixação da placa, garantindo uma fixação confiável.
A junta para trocador de calor de placas (PHE) possui um encaixe em forma de "montanha" que se prende diretamente à placa do trocador de calor. A instalação é conveniente, não requer adesivo e a substituição é rápida.
Com o tempo, a borracha endurece e racha naturalmente, levando à falha da vedação.
Choques de pressão instantâneos causados pela partida, parada ou flutuações do sistema podem provocar o deslocamento da junta do trocador de calor de placas (PHE).
Flutuações drásticas de temperatura podem fazer com que a junta do trocador de calor de placas (PHE) se expanda e contraia muito rapidamente, reduzindo a pré-carga de vedação.
A utilização de um material inadequado pode permitir que os meios químicos reajam diretamente com a junta, causando seu amolecimento ou danos.
Torcer a junta do trocador de calor, aplicar uma força de aperto desigual ou uma força de aperto excessiva/insuficiente durante a instalação pode afetar negativamente o efeito de vedação e, em casos graves, causar danos permanentes.
O ciclo de substituição não é fixo, variando geralmente entre 1 e 5 anos. A substituição deve ser considerada quando forem observadas as seguintes condições:
Ocorre vazamento de fluido (infiltração ou contaminação cruzada) entre as placas.
A superfície da junta apresenta rachaduras, endurecimento, perda de elasticidade ou escurecimento na cor.
Mesmo na ausência de danos aparentes, recomenda-se a substituição após o término da vida útil recomendada pelo fabricante.
Recomenda-se seguir o procedimento a seguir:
Preparação
Primeiro, pare a máquina, despressurize-a e drene o meio. Em seguida, afrouxe os parafusos de forma "diagonal e em várias etapas" para evitar a deformação das placas do PHE. Utilize uma alavanca de plástico ou cobre para remover a antiga junta de borracha, evitando arranhar as placas. Remova completamente o adesivo residual e a sujeira do sulco de vedação, garantindo que esteja seco e isento de óleo.
Instalar a Nova Junta
Certifique-se de que o material da nova junta do PHE corresponda às condições operacionais. Para juntas adesivas, aplique uma camada fina e uniforme do adesivo especial tanto no sulco quanto na junta. Pressione suavemente a junta no sulco, evitando esticá-la forçadamente. Certifique-se de que todas as partes (especialmente as curvaturas) estejam totalmente posicionadas. Após remontar as placas, utilize uma chave de torque para apertar os parafusos de forma uniforme, seguindo um padrão "diagonal e em várias etapas". A dimensão final de aperto deve ser verificada com base no valor "A" indicado na placa de identificação do equipamento; não se baseie exclusivamente no valor de torque.
Detalhes de Instalação
Certifique-se de que as juntas do trocador de calor não estejam torcidas ou inchadas, especialmente nos tipos com encaixe por pressão e embutidos. Deve ser ouvido um som de "clique" ou deve-se confirmar que estão totalmente posicionadas.
Proibições Operacionais
Não utilize força durante a montagem ou desmontagem. Utilize sempre ferramentas especializadas e evite arranhar as placas ou as juntas com objetos duros.
Manutenção diária
Realize inspeções regulares; antes de um longo período de inatividade, afrouxe os parafusos de fixação em aproximadamente 10–20 mm para permitir que as juntas do trocador de calor de placas recuperem sua elasticidade.
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