Cómo seleccionar los gases para los intercambiadores de calor de placas gaseadas

Artículo original HEXNOVAS

Cómo seleccionar los gases para los intercambiadores de calor de placas gaseadas

Cómo seleccionar los gases para los intercambiadores de calor de placas gaseadas

Una guía práctica de ingeniería para la selección de materiales de gasket basado en temperatura, compatibilidad química, presión, condiciones de limpieza y requisitos de mantenimiento.

En un intercambiador de calor de placas gaseadas, el gaseoso no es sólo un accesorio sellador. Es un componente crítico que determina el rendimiento de las fugas, la resistencia química, la capacidad de temperatura, el volumen de trabajo de mantenimiento y, en última instancia, la vida útil del propio intercambiador. La selección inadecuada de gases puede llevar a hinchazón, endurecimiento, envejecimiento prematuro, ataque químico o fuga temprana. Por ello, la selección de gases siempre debe basarse en condiciones de funcionamiento en lugar de en el precio inicial.

Sinopsis

El gaseoso en un GPHE realiza varias funciones al mismo tiempo. Sella los canales de flujo, previene la fuga externa, separa los dos medios, guía el camino de flujo a través de canales alternos, y acomoda la fluctuación de presión y la expansión térmica durante el funcionamiento.

• Sellar los canales de flujo para evitar la mezcla de fluidos
• Prevención de fugas externas
• Guiando el fluido a través de la ruta de la placa destinada
• Absorbe la expansión térmica y la variación de presión

Cuando se utiliza el gaseoso equivocado, el fracaso a menudo no es inmediato. El sistema puede funcionar durante un período y luego deteriorarse a través de hinchazón, embriaguez, pérdida de elasticidad o ataque químico. Es por eso que la selección de gases necesita un enfoque de ingeniería en lugar de una suposición genérica de “material universal”.

Temperatura de funcionamiento - El factor más crítico

Diferentes elastómeros tienen límites de temperatura muy diferentes. En muchos casos, la temperatura es el primer filtro en la selección de gases porque un material que no puede sobrevivir a la condición térmica se elimina inmediatamente, incluso si su compatibilidad química parece aceptable.

Reglas de Temperatura Rápido

• Por encima de 120°C, el NBR ya no es adecuado
• El deber de vapor generalmente favorece EPDM
• El servicio químico de alta temperatura a menudo requiere FKM

Prácticas de seguridad logística

En los proyectos industriales, es buena práctica mantener un margen de temperatura razonable en lugar de seleccionar una junta que ya está operando cerca de su límite.

Compatibilidad química

Después de la temperatura, la compatibilidad química es el siguiente factor decisivo. Un empaque debe ser compatible con el fluido de proceso real, no sólo con la etiqueta de servicio general. Esto incluye productos químicos de limpieza, aditivos, contaminantes de trazas y exposición intermitente de los medios durante el funcionamiento o cierre.

Presión de funcionamiento y fuerza mecánica

El gaseoso no sólo debe resistir los medios y la temperatura. También debe sobrevivir la carga de compresión, la presión del sistema y el ciclismo térmico repetido. En los sistemas de presión superior, la dureza del gaseoso, la elasticidad y la resistencia a la fatiga mecánica son cada vez más importantes.

En el servicio de alta presión, HNBR, FKM y EPDM de alta dureza se consideran comúnmente dependiendo de la combinación de medios y temperatura.

Resistencia del conjunto de compresión

El conjunto de compresión es una de las propiedades de sellado a largo plazo más importantes. Una buena junta debe recuperarse después de la compresión, mantener la elasticidad y resistir la deformación permanente durante el tiempo de operación prolongado.

Si el conjunto de compresión es pobre, la fuerza de sellado cae con el tiempo y el riesgo de fuga aumenta incluso si el juntas se realizó inicialmente bien después de la instalación.

CIP y condiciones de limpieza

En muchos sistemas industriales, el gaseoso se expone no sólo a los medios de comunicación sino también a la química de limpieza. Soda Caustic, soluciones de limpieza ácida, ciclos de esterilización y CIP de alta temperatura colocan estrés adicional en el elastómero.

• Limpieza de soda cavística
• Soluciones de limpieza ácida
• Esterilización de alta temperatura

Si la condición de limpieza es ignorada durante la selección de gases, el gaseoso puede fallar mucho antes de lo esperado, aunque parezca químicamente compatible con el fluido de proceso en sí.

Materiales comunes de junta y aplicaciones típicas

EPDM — La opción más utilizada

EPDM es el material más común en el servicio GPHE y es a menudo adecuado para más de la mitad de las aplicaciones industriales. Realiza bien en sistemas basados en agua y es comúnmente seleccionado para HVAC, calefacción por distrito, agua caliente, vapor, procesamiento de alimentos y muchas soluciones de agua química.

• Ventajas: buena resistencia a la temperatura, buena resistencia al envejecimiento, larga vida útil, coste razonable
• Limitación: generalmente no es adecuado para aceites o combustibles

NBR - especialista en servicios petroleros

NBR es elegido típicamente para refrigeradores lubricantes de aceite, sistemas hidráulicos de aceite y servicio relacionado con el combustible. Su mayor fuerza es la resistencia al petróleo.

• Ventajas: excelente resistencia al aceite, económica
• Limitaciones: capacidad de temperatura limitada, resistencia al vapor débil

FKM / Viton — Material del Servicio de Severe

FKM es generalmente la opción premium para un servicio de alta temperatura y químicamente agresivo. Es ampliamente utilizado donde la estabilidad térmica y la resistencia química importan más que el costo.

• Ventajas: excelente resistencia a la temperatura, fuerte resistencia química
• Limitación: alto costo, a menudo varias veces el costo de EPDM

Silicona: Dirección Farmacéutica y Alimentaria

El silicona se elige normalmente cuando la higiene, la no toxicidad y la capacidad de temperatura amplia son importantes, especialmente en los sistemas alimentarios y farmacéuticos.

Métodos de acoplamiento de gases

Además de la elección de material, la forma en que el gaseoso se fija a la placa también afecta el esfuerzo de mantenimiento, la velocidad de reemplazo y la comodidad de operación a largo plazo.

Clip-On Gaskets

• Sustitución rápida
• No hay contaminación adhesiva
• Mantenimiento más fácil
• Solución industrial preferida en muchas aplicaciones

Uso típico: HVAC y servicio industrial general

Glue-On Gaskets

• Costo inicial inferior
• Más difícil de reemplazar
• La limpieza es más larga
• Mayor esfuerzo de mantenimiento durante el ciclo de vida

Factores que afectan a la vida útil del gaseoso

Incluso el material correcto de junta de gas envejecerá más rápido si las condiciones de funcionamiento son severas. Los factores más comunes de reducción de la vida incluyen el ciclismo de temperatura, química de limpieza inadecuada, exposición ultravioleta durante el almacenamiento, compresión excesiva y contaminación de los medios.

• Ciclismo de temperatura frecuente
• Productos químicos de limpieza incorrectos
• Exposición UV
• Compresión excesiva
• Contaminación del petróleo, especialmente dañina para EPDM

Procedimiento de selección de ingeniería estándar

Se debe estructurar y repetir un flujo de trabajo práctico de selección de gases. En la mayoría de los casos industriales, la lógica de selección se puede simplificar en la siguiente secuencia:

Guía práctica de selección rápida

Para un gran número de proyectos, se puede hacer una simple dirección material de primer paso del tipo de servicio:

Esta regla rápida cubre las aplicaciones más comunes, pero la selección final todavía debe ser verificada contra la temperatura de funcionamiento real, presión, química de limpieza y expectativas de mantenimiento.

Recomendaciones de ingeniería

• Siempre verifique la compatibilidad química antes de cualquier otra cosa
• Evite depender de los materiales de junta de gas “universal”
• Mantenga un margen de seguridad razonable debajo del límite de temperatura material
• Para los sistemas CIP, EPDM o FKM a menudo son la mejor dirección
• Preferir sistemas de juntas de gaseosa de clip-on donde importa la eficiencia de mantenimiento

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Diferente tipo de sistema de fijación de juntas en GPHE

FAQ

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