A vida de serviço dos trocadores de calor de placas não possui um limite fixo, variando tipicamente entre 10 e 25 anos. os riscos que afetam a vida de serviço dos trocadores de calor do tipo placa podem ser resumidos em quatro dimensões: materiais, condições operacionais, operação e manutenção, e fatores externos. Esses riscos muitas vezes não ocorrem de forma isolada, mas sim se acumulam e aceleram a falha do equipamento.
Os trocadores de calor de placas consistem principalmente em Placa PHE e Junta PHE.
1.1 Placa do Trocador de Calor
A vida útil de uma placa de trocador de calor de placas (PHE) depende das condições de corrosão. Uma placa de aço inoxidável 304 em água circulante ou água do mar com alto teor de íons cloreto pode desenvolver corrosão por pites e perfuração em 2–3 anos. O aço inoxidável 316L possui, tipicamente, uma vida útil de 10–15 anos em fluidos industriais comuns. Placas de titânio (Ti) ou de Hastelloy, em água do mar e em condições de ácidos fortes ou bases fortes, podem ter uma vida útil superior a 20 anos; frequentemente, mesmo após várias substituições de juntas, a placa permanece intacta.
| Material | Aplicações Recomendadas |
|---|---|
| aço inoxidável 304 | Água limpa, óleos, fluidos de baixa temperatura |
| aço inoxidável 316L | Água industrial geral, condições de baixo teor de cloretos |
| Titânio (Ti) | Água do mar, alto teor de cloretos, fluidos contendo bromo |
| Hastelloy | Ácidos fortes, bases fortes, meios altamente corrosivos |
As juntas PHE são peças de consumo e são fundamentais para determinar a vida útil livre de manutenção dos equipamentos. Em condições de alta temperatura (especialmente >150 °C), em meios contendo cloro ou com flutuações frequentes de temperatura, a borracha envelhece, endurece e perde elasticidade. Geralmente, as juntas de EPDM duram cerca de 5–8 anos em condições ideais, enquanto as juntas de NBR duram cerca de 3–5 anos.
| Material de junta | Meios Apropriados |
|---|---|
| EPDM | água quente, vapor, água amolecida, ácidos diluídos, álcalis, álcoois, alimentos |
| NBR | óleo mineral, combustível, óleo lubrificante, graxa, água industrial geral |
| HNBR | meios contendo óleo em temperaturas mais elevadas, refrigerantes |
| Viton / FKM | óleos de alta temperatura, combustíveis, ácidos fortes, solventes orgânicos |
| PTFE / PTFE expandido | ácidos fortes, álcalis fortes, solventes, produtos químicos corrosivos |
| CR (borracha de cloropreno) | refrigerantes, ácidos diluídos, água do mar, ambientes com exposição externa |
2.1 Corrosão por Íons Cloreto
Este é o modo de falha mais comum nos trocadores de calor de placas. Os íons cloreto penetram na película de passivação do aço inoxidável, formando microcavidades nas cristas das ondulações, que vão se aprofundando gradualmente até ocorrer perfuração. Sob tensão de tração (como compressão ou diferença de temperatura), pode ocorrer fissuração por corrosão sob tensão (SCC). Em casos leves, resulta em corrosão por pites, perfuração e vazamento; em casos graves, leva à fratura frágil.
A JINFAN oferece uma ampla gama de materiais, desde aços inoxidáveis 304 e 316L até placas de titânio e Hastelloy (C-276). O design otimizado das placas onduladas reduz a concentração de tensões e melhora a resistência à SCC.
2.2 Incrustação e Entupimento
Os trocadores de calor de placas possuem canais de fluxo estreitos. Se a dureza da água for elevada e não for reduzida por amaciamento, a formação de incrustações não só reduz drasticamente a eficiência de troca térmica, mas também pode causar corrosão por tensão devido ao superaquecimento ou resfriamento localizados. A limpeza química forçada, se realizada de forma inadequada (por exemplo, utilizando ácido clorídrico para limpar placas de aço inoxidável), pode levar diretamente à fragilização por hidrogênio ou à corrosão intergranular das placas; uma única limpeza inadequada pode destruir toda a unidade.
Nossas trocadores de calor de placas de folga ampla reduzem eficazmente a taxa de deposição de sólidos em suspensão e de incrustações, prolongando os ciclos de limpeza em 2 a 3 vezes. A série de folga ampla oferece ainda diversas opções de materiais, incluindo aço inoxidável 316L e titânio, garantindo a integridade do substrato das placas mesmo durante operação contínua em águas com alto teor de cloro e alta dureza.
2.3 Partidas e paradas frequentes do sistema
A partida e a parada da bomba, bem como o fechamento rápido das válvulas, geram ondas de choque de pressão, criando pressão instantaneamente elevada nas placas e nas juntas, o que pode levar à deformação das placas, ao deslocamento das juntas e até mesmo ao rasgamento das placas. A alternância rápida entre meios quentes e frios, ou a entrada direta de vapor em um trocador de calor não pré-aquecido, causa tensão térmica, resultando em deformação das placas, fissuração das soldas (em modelos totalmente soldados) e falha por fadiga das juntas.
2.4 Aperto excessivo
Para resolver temporariamente vazamentos nas juntas, o torque dos parafusos de aperto é continuamente aumentado, levando à deformação excessiva nas bordas das placas, à compressão excessiva das ranhuras das juntas e à ruptura das placas.
| Tipo | Riscos específicos |
|---|---|
| Trocador de calor de placa com embraiagem | Envelhecimento da junta, vazamentos e erros operacionais humanos (limpeza, aperto) |
| De potência não superior a 50 W | Não pode ser limpo; a formação de incrustações leva ao descarte; a corrosão da camada de brasagem (cobre ou níquel) causa falha total da unidade |
| Trocador de calor de placas soldadas | Corrosão e vazamento na solda; manutenção difícil; normalmente exige substituição completa da unidade |
* Compreender os riscos potenciais ajuda você a selecionar o trocador de calor mais confiável para suas condições operacionais.
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