Как контролировать расход и давление, чтобы защитить теплообменник из ПТФЭ

Зазвенел тефлоновый теплообменник. Через несколько недель пучок труб вышел из строя. Проблема была вызвана слишком высокой скоростью потока. Насос был слишком большим, и это заставляло гибкую трубку из ПТФЭ вибрировать и тереться о себя. Мы бы заметили проблему на ранней стадии с помощью ежедневного мониторинга давления и расхода.
Теплообменники из ПТФЭ не ведут себя как металлические теплообменники в гидродинамике. Трубки имеют тонкостенные и гибкие конструкции, обеспечивающие тепловое расширение. Гибкость трубок также делает их подверженными воздействию сил, действующих на пути потока. Выше расчетного порога-обычно 2 м/с в трубах-кинетическая энергия жидкости начинает возбуждать собственные формы вибрации. Трубы раскачиваются вперед и назад, ударяясь о соседние трубы или опоры перегородок тысячи раз в минуту. Это повторяющееся микро-воздействие, известное как фреттинг-износ, быстро изнашивает поверхность ПТФЭ. Тогда вы получите тонкий дребезжание. Тогда возникают точечные утечки, которые позволяют коррозионно-активной технологической жидкости проникнуть в стальной корпус. Молчаливый обменник – счастливый обмен; шум – это предупреждение.
Снижение высокого давления увеличивает риск. Дифференциальное давление в пучке труб изменяется пропорционально квадрату скорости, так что даже небольшое превышение скорости может удвоить или утроить разницу давления. Тонкая стенка из ПТФЭ спроектирована таким образом, чтобы противостоять химическому воздействию, а не структурному давлению, и может сгибаться внутрь под экстремальным внешним давлением или локально разрушаться там, где футеровка не поддерживается должным образом. Операторы часто сначала обнаруживают это как неожиданное увеличение давления нагнетания насоса или уменьшение расхода при фиксированной скорости насоса. Изначально теплообменник практически не вышел из строя, он просто вынужден справляться с более высокой гидравлической нагрузкой, чем могут выдержать его гибкие внутренние части.
Третья и непосредственная опасность – гидравлический удар. Когда клапан захлопывается или срабатывает насос, и столб жидкости резко останавливается, по системе распространяется волна давления с высокой-скоростью. В жесткой металлической трубе волна поглощается стенкой трубы, тогда как в теплообменнике с -футеровкой из ПТФЭ или трубкой из ПТФЭ- волна попадает непосредственно на мягкую футеровку. Последующий удар может превысить прочность на разрыв лейнера и привести к разрушению труб или разрыву соединения ПТФЭ-со-сталью на трубной решетке. Иногда одного удара гидроударом- достаточно, чтобы образовались скрытые трещины, которые протекают только через несколько дней эксплуатации. Ежедневные показания датчиков — это пульс вашего оборудования.-Отслеживайте их.
Дисциплинированный ежедневный мониторинг – первый шаг к защите обменника. В начале каждой смены записывайте входное и выходное давление как на технологической, так и на инженерной стороне. Рассчитайте падение давления и сравните его с чистым расчетным значением, указанным в паспорте. Быстрое увеличение может указывать на засор или частично заблокированный канал; внезапное сокращение часто является симптомом разрыва трубки, выходящей за пределы пути потока. Заодно прогуляйтесь по обменнику и прислушайтесь. Любое новое дребезжание, гудение или металлическое жужжание означает вибрацию трубки и требует быстрого реагирования – прежде чем продолжить, уменьшите расход на 20 % и обратитесь в сервисную службу.
Сам расход должен быть подтвержден в соответствии с исходным проектом. Если насос был заменен на насос большего размера или регулирующий клапан дросселирован на выходе из потока, скорость в трубах могла увеличиться незаметно для всех. Если скорость в системе всегда превышает 2 м/с, рассмотрите возможность установки на насос простой дроссельной заслонки или преобразователя частоты. Если скачки давления являются известной проблемой, например на линиях с быстрозакрывающимися клапанами-, установите ограничитель перенапряжения или аккумулятор баллонного-типа рядом с входом в теплообменник. Эти устройства поглощают ударную волну ДО того, как она достигнет трубок из ПТФЭ. Никогда не останавливайте-направление насоса к закрытому клапану теплообменника. Избыточное-давление приведет к раздуванию тефлоновых трубок наружу, пока они не разорвутся или не оторвутся от своих седел.
Ведите журнал или цифровой список тенденций для каждого обменного пункта. Каждый день в одно и то же время записывайте падение давления, скорость потока, температуру на входе и выходе, а также любые слышимые звуки. А данные за недели и месяцы выявляют очевидные тенденции. Медленное увеличение снижения давления указывает на нормальное загрязнение, которое можно устранить во время следующего планового простоя. Если произошел внезапный скачок, это указывает на засорение, выход из строя трубки или наличие мусора в пучке. Анализ тенденций также помогает отличить типичные сезонные колебания температуры охлаждающей воды от реальных механических повреждений. Если журнал показывает, что скорость приближается к максимальному пределу, оператор может принять меры до того, как начнется фрикционный износ.
Регулярные ежедневные наблюдения за давлением, расходом и звуком могут предотвратить катастрофические поломки пучка труб. Операторы, прослушивающие и регистрирующие данные, — это первая линия защиты. В учреждении каждое дребезжание воспринимается как сигнал, а каждое необъяснимое изменение давления — как сигнал к обследованию. Это обеспечивает безопасную работу заводских теплообменников из ПТФЭ в рамках ограничений по динамике жидкости-. Результатом является увеличение срока службы, уменьшение количества утечек и гарантия того, что оборудование защищено тщательным контролем, не оставленным на волю случая.