Analisi dei guasti del sistema di tenuta e programma di-manutenzione della tenuta a vita intera
I guasti con perdite medie degli scambiatori di calore a fascio tubiero derivano principalmente dall'invecchiamento e dal disadattamento del sistema di tenuta piuttosto che dal danno alla struttura principale. La sigillatura della piastra tubiera, la sigillatura della flangia e la sigillatura della testa svolgono il compito di isolamento del nucleo di due sistemi di fluidi. Il funzionamento a lungo termine ad-alta-temperatura e alta-pressione provoca l'invecchiamento, la deformazione e il guasto dei componenti di tenuta, con conseguente miscelazione del mezzo, perdite esterne e caduta di pressione del sistema. Una manutenzione sistematica delle tenute può evitare efficacemente l'arresto delle apparecchiature e i rischi per la sicurezza causati da guasti alle tenute.
La sigillatura della piastra tubiera è il collegamento di sigillatura interno più critico. I fori dei tubi e i giunti dei fasci tubieri adottano la tecnologia dei giunti di dilatazione e della sigillatura composita di saldatura per isolare i supporti lato guscio-e lato tubo-. L'espansione e la contrazione termica a lungo termine-causano la generazione di micro-gap nei giunti di dilatazione e il lavaggio del fluido ad alta-temperatura accelera l'affaticamento del materiale di tenuta. Un leggero guasto della tenuta provoca una perdita incrociata media-, influenzando la purezza del mezzo di scambio termico e la stabilità del processo. Un grave fallimento porta a un mixaggio dei mezzi su larga scala e alla paralisi del sistema.
La tenuta della flangia e della testa è esposta alle interferenze ambientali esterne. Le guarnizioni di tenuta della flangia esterna sono esposte per lungo tempo ad ambienti industriali ad alta-temperatura, umidi e corrosivi, soggetti a invecchiamento, indurimento e fessurazioni. Lo stress non uniforme del gruppo flangia e la deformazione termica causano il cedimento della compressione della guarnizione, con conseguenti perdite del fluido esterno e perdita di pressione. La maggior parte dei guasti legati alle perdite lente-di bassa-pressione sono causati dall'attenuazione del componente di tenuta esterno.
L'abbinamento graduale del materiale di tenuta si adatta alle diverse condizioni di lavoro. Le normali guarnizioni in gomma sono adatte per scenari convenzionali a bassa-temperatura e bassa-pressione. Le guarnizioni degli avvolgimenti in grafite e metallo si adattano a condizioni di lavoro di alta-temperatura e media-pressione. Le strutture di tenuta rigida in metallo vengono applicate a scenari di pressione ultra-elevata e temperature estreme, realizzando un effetto di tenuta permanente a zero-perdite.
Le prestazioni di tenuta e il ciclo di servizio delle diverse strutture di tenuta sono mostrati nella tabella seguente:
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Struttura e materiale di tenuta |
Intervallo di temperatura di lavoro |
Tolleranza alla pressione di esercizio |
Stabilità della tenuta-a lungo termine |
Ciclo di sostituzione consigliato |
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Guarnizione in gomma ordinaria |
Temperatura bassa inferiore o uguale a 120 gradi |
Bassa pressione inferiore o uguale a 40 bar |
Fallimento generale per invecchiamento facile |
6-12 mesi |
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Guarnizione composita in grafite |
Temperatura media inferiore o uguale a 350 gradi |
Pressione media inferiore o uguale a 100 bar |
Buona resistenza alla compressione stabile |
18-24 mesi |
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Guarnizione di avvolgimento in metallo |
Temperatura elevata inferiore o uguale a 500 gradi |
Inferiore o uguale a 160 bar di alta pressione |
Eccellente resistenza alla deformazione termica |
36-48 mesi |
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Struttura di tenuta dura in metallo |
Temperatura ultra-inferiore o uguale a 600 gradi |
Pressione ultra-altissima inferiore o uguale a 250 bar |
Stabilità permanente ultra-elevata |
60+ mesi di sostituzione minima |
Le statistiche sui guasti post-vendita mostrano che i guasti dei sistemi di tenuta rappresentano il 72% degli incidenti dovuti a perdite del mezzo dello scambiatore di calore. La sostituzione tempestiva e graduale del materiale di tenuta e la calibrazione dello stress di tenuta sono misure fondamentali per mantenere le prestazioni di tenuta delle apparecchiature.
Gli schemi professionali di manutenzione del sistema di tenuta possono abbinare materiali di tenuta mirati e formulare cicli di sostituzione dell'ispezione in base ai parametri delle condizioni di lavoro dell'apparecchiatura, realizzando un funzionamento a lungo termine-con perdite zero-per lo scambio di calore a fascio tubiero
