Perché si verificano incrostazioni sullo scambiatore di calore?
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1. Elevata durezza dell'acqua
Quando l'acqua circolante contiene alte concentrazioni di ioni calcio e magnesio, le incrostazioni minerali come il carbonato di calcio (CaCO₃) e il solfato di calcio (CaSO₄) possono precipitare a temperature elevate.
All’aumentare della temperatura, la solubilità di alcuni sali diminuisce, rendendo il lato caldo dello scambiatore di calore più suscettibile alle incrostazioni.
Un trattamento inadeguato dell'acqua o un'acqua di reintegro-di scarsa qualità- possono accelerare notevolmente la formazione di incrostazioni.
2. Bassa velocità del fluido
Una velocità del flusso insufficiente riduce l'effetto corrosivo del fluido sulla superficie di trasferimento del calore, consentendo la sedimentazione di particelle e sedimenti sospesi.
Le regioni a bassa-velocità o le zone morte favoriscono l'accumulo di depositi e la formazione di spessi strati di incrostazioni.
Il mantenimento di una velocità del flusso adeguata migliora le prestazioni di trasferimento del calore riducendo al minimo le incrostazioni.
3. Alta concentrazione di impurità fluide
L'acqua di raffreddamento industriale, le acque reflue e i fluidi di processo possono contenere sabbia, ruggine, scorie di saldatura e altri solidi sospesi.
Questi contaminanti aderiscono facilmente alle superfici di trasferimento del calore e fungono da siti di nucleazione per ulteriori incrostazioni.
Sistemi di filtraggio inefficienti consentono ai contaminanti di entrare continuamente nello scambiatore di calore, accelerando la formazione di depositi.
4. Accumulo di prodotti di corrosione
La corrosione dei materiali delle apparecchiature genera ossidi di ferro, ruggine e altri prodotti di corrosione.
Questi strati di corrosione non solo riducono l’efficienza del trasferimento di calore ma attirano anche ulteriori contaminanti, formando complessi depositi compositi.
La corrosione e le incrostazioni spesso si rafforzano a vicenda, rendendo essenziali la corretta selezione dei materiali e la protezione dalla corrosione.
5. Crescita microbica
I sistemi di raffreddamento dell'acqua sono sensibili a batteri, alghe e altri microrganismi.
Questi microrganismi formano biofilm che riducono l'efficienza del trasferimento di calore e possono causare corrosione influenzata microbiologicamente (MIC).
I biofilm possono intrappolare particelle sospese e minerali disciolti, dando luogo a depositi progressivamente più spessi.
6. Petrolio e depositi organici
In settori quali la lavorazione alimentare, la produzione chimica e il petrolio e il gas, i fluidi di processo possono contenere oli, grassi, polimeri o altri composti organici.
Queste sostanze aderiscono facilmente alle superfici di scambio termico e successivamente attraggono sali inorganici e particolato.
Le incrostazioni organiche sono spesso difficili da rimuovere e in genere richiedono metodi di pulizia specializzati.
Descrizione dei prodotti
1. Ridotta efficienza di trasferimento del calore
Gli strati di incrostazione aumentano la resistenza termica, riducendo la velocità di trasferimento del calore.
Per ottenere le prestazioni di processo richieste, il sistema deve funzionare più a lungo o richiedere un’area effettiva di trasferimento del calore più ampia, con conseguente riduzione dell’efficienza complessiva.
2. Aumento del consumo energetico
Man mano che le prestazioni di trasferimento del calore diminuiscono, caldaie, torri di raffreddamento, pompe o compressori devono consumare più energia per mantenere le condizioni operative.
Nel tempo, ciò aumenta significativamente i costi di elettricità, carburante e operativi.
3. Caduta di pressione maggiore
Le incrostazioni restringono i passaggi del flusso, aumentando la resistenza al flusso in tutto lo scambiatore di calore.
Le pompe devono generare una pressione più elevata per mantenere la portata richiesta, con conseguente ulteriore consumo di energia.
4. Durata utile ridotta dell'apparecchiatura
Le incrostazioni possono causare surriscaldamento localizzato, corrosione accelerata e concentrazione di stress.
Il funzionamento a lungo-termine in queste condizioni potrebbe danneggiare piastre, tubi o involucri, aumentando i costi di manutenzione e sostituzione.
5. Aumento del rischio di arresti non pianificati
Incrostazioni gravi possono bloccare i canali di flusso, ridurre il flusso del processo e attivare allarmi o arresti di emergenza.
Per i processi di produzione continua, i tempi di inattività imprevisti possono comportare perdite economiche significative.
Come si possono prevenire le incrostazioni dello scambiatore di calore?
servizi che offriamo
1. Migliorare il trattamento delle acque
Utilizzare sistemi di addolcimento dell'acqua, demineralizzazione o osmosi inversa (RO) per ridurre la formazione di calcare.
Applicare inibitori di incrostazione, inibitori di corrosione e biocidi adeguati in base alla qualità dell'acqua.
Monitorare regolarmente i parametri chiave della qualità dell'acqua, tra cui durezza, pH, conduttività e solidi sospesi, e adattare di conseguenza i programmi di trattamento.
2. Mantenere una velocità di flusso adeguata
Utilizzare lo scambiatore di calore entro l'intervallo di portata di progettazione consigliato.
Un'adeguata velocità del flusso favorisce la turbolenza, migliora il trasferimento di calore e riduce al minimo la deposizione di particelle.
Evitare condizioni operative prolungate a basso-carico o a basso{1}flusso che favoriscono la formazione di incrostazioni.
3. Migliorare la pulizia dei fluidi
Installa filtri, filtri di tipo Y-o sistemi di filtraggio con controlavaggio automatico all'ingresso dello scambiatore di calore.
Ispezionare e pulire regolarmente le apparecchiature di filtraggio per impedire l'ingresso di contaminanti nel sistema.
La filtrazione multi-fase è consigliata per applicazioni con elevate concentrazioni di solidi sospesi.
4. Selezionare i materiali appropriati
Scegli i materiali per piastre, tubi e guarnizioni in base alla corrosività del fluido, alla temperatura di esercizio e alla pressione.
Per fluidi altamente corrosivi, si consigliano materiali come acciaio inossidabile 316L, titanio o leghe a base di nichel-.
La corretta selezione del materiale aiuta a ridurre al minimo sia la corrosione che le incrostazioni.
Come dovrebbe essere trattato uno scambiatore di calore sporco?
1.Identificare il Tipo di Incrostazione
Analizzare la qualità dell'acqua, la composizione del fluido e i dati operativi per determinare se le incrostazioni sono costituite da incrostazioni minerali, prodotti della corrosione, bioincrostazioni o depositi organici.
2.Scegli un metodo di pulizia appropriato
Le incrostazioni lievi possono spesso essere rimosse utilizzando la pulizia chimica in linea (CIP), mentre le incrostazioni più gravi possono richiedere una pulizia meccanica o un lavaggio con getto d'acqua ad alta-pressione dopo lo smontaggio.
3.Proteggere l'attrezzatura
Assicurarsi che i prodotti chimici detergenti siano compatibili con i materiali dello scambiatore di calore per prevenire corrosione o danni a piastre, tubi e guarnizioni.
4.Ispezionare dopo la pulizia
Verificare la caduta di pressione, le prestazioni di trasferimento del calore e l'integrità della tenuta dopo la pulizia.
Identificare le cause profonde delle incrostazioni e ottimizzare le pratiche operative e di manutenzione per prevenirne il ripetersi.
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