Was sind die häufigsten Fehler eines Stahlrohrbündelwärmetauschers?

Hallo! Als Lieferant von Rohrbündelwärmetauschern aus Stahl habe ich schon einige Probleme mit diesen raffinierten Geräten erlebt. In diesem Blog werde ich über einige der häufigsten Fehler sprechen, die bei einem Rohrbündelwärmetauscher aus Stahl auftreten können.

1. Verschmutzung

Verschmutzung ist eines der häufigsten Probleme bei Rohrbündelwärmetauschern. Dies geschieht, wenn sich unerwünschte Materialien auf den Wärmeübertragungsflächen ansammeln. Dies kann alles sein, von Schmutz, Ablagerungen und Korrosionsprodukten bis hin zu biologischem Wachstum.

Beginnen wir mit der Skalierung. Kalk entsteht, wenn in der Flüssigkeit gelöste Mineralien wie Kalzium und Magnesium ausfallen und an den Rohrwänden haften bleiben. Es wirkt als Isolator und verringert die Effizienz der Wärmeübertragung erheblich. Wenn Sie beispielsweise hartes Wasser im Wärmetauscher verwenden, kann der hohe Mineralstoffgehalt zu einer schnellen Kalkbildung führen.

Biologische Verschmutzung ist ein weiteres Problem. Wenn die Flüssigkeit organische Stoffe enthält und die Bedingungen stimmen (warme Temperaturen und ausreichend Nährstoffe), können Bakterien, Algen und andere Mikroorganismen auf den Oberflächen wachsen. Dies verringert nicht nur die Wärmeübertragung, sondern kann mit der Zeit auch zu Korrosion führen.

Und dann gibt es noch Partikelverschmutzung. Auf den Wärmeübertragungsflächen können sich Staub, Sand und andere von der Flüssigkeit mitgeführte Feststoffpartikel ansammeln. Dies ist besonders häufig in industriellen Umgebungen der Fall, wo die Flüssigkeit vielen Verunreinigungen ausgesetzt sein kann.

2. Korrosion

Korrosion ist ein großes Problem bei Rohrbündelwärmetauschern aus Stahl. Obwohl Stahl robust ist, ist er unter bestimmten Bedingungen anfällig für Korrosion.

Eine Art von Korrosion ist die gleichmäßige Korrosion. Dies geschieht, wenn die gesamte Oberfläche des Stahls mit relativ konstanter Geschwindigkeit angegriffen wird. Es wird normalerweise durch Kontakt mit ätzenden Flüssigkeiten wie sauren oder alkalischen Lösungen verursacht. Wenn Sie beispielsweise einen Wärmetauscher zum Kühlen eines chemischen Prozesses verwenden, bei dem saure Nebenprodukte entstehen, kann der Stahl gleichmäßig zu korrodieren beginnen.

Lochfraß tritt eher lokal auf. Auf der Oberfläche des Stahls bilden sich kleine Löcher, die schließlich zur Perforation des Rohrs führen können. Chloridionen in der Flüssigkeit sind eine häufige Ursache für Lochfraß. Schon eine kleine Menge Chlorid kann den Lochfraßprozess auslösen, und sobald er beginnt, kann er sich schnell ausbreiten.

Eine andere Form ist Spannungsrisskorrosion. Dies geschieht, wenn der Stahl unter Spannung steht (entweder Restspannung aus der Herstellung oder Betriebsspannung) und einer korrosiven Umgebung ausgesetzt ist. Die Kombination aus Spannung und Korrosion kann zur Bildung und Ausbreitung von Rissen führen, was äußerst gefährlich sein kann, da es zu einem plötzlichen Ausfall des Wärmetauschers kommen kann.

3. Schlauchleckage

Eine Rohrleckage ist ein schwerwiegender Fehler, der den Betrieb des Wärmetauschers stören kann. Es gibt mehrere Gründe, warum Schläuche undicht sein können.

Ein Grund sind mechanische Schäden. Bei der Installation oder Wartung können die Rohre versehentlich beschädigt werden. Wenn die Rohre beispielsweise beim Einführen in den Rohrboden unsachgemäß behandelt werden, können sie zerkratzt oder verbeult werden. Mit der Zeit können diese Schäden zu Undichtigkeiten führen.

Korrosion kann, wie bereits erwähnt, auch zu Rohrleckagen führen. Sobald sich die Korrosion durch die Rohrwand gefressen hat, kann Flüssigkeit von der Rohrseite zur Mantelseite oder umgekehrt austreten.

Vibration ist ein weiterer Faktor. Wenn der Wärmetauscher übermäßigen Vibrationen ausgesetzt ist, können die Rohre aneinander oder am Rohrboden reiben. Dies kann die Rohrwände abnutzen und schließlich zu Undichtigkeiten führen.

4. Unzureichende Wärmeübertragung

Manchmal überträgt der Wärmetauscher die Wärme einfach nicht so effektiv, wie er sollte. Dafür gibt es einige Gründe.

Erstens, wie wir bereits beim Fouling besprochen haben, verringert die Bildung von Ablagerungen auf den Wärmeübertragungsflächen den Wärmeübertragungskoeffizienten. Je dicker die Verschmutzungsschicht, desto weniger Wärme kann zwischen den beiden Flüssigkeiten übertragen werden.

Auch die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeiten spielt eine entscheidende Rolle. Wenn die Durchflussrate zu niedrig ist, ist die Wärmeübertragung ineffizient. Dies liegt daran, dass die Flüssigkeit zu viel Zeit im Wärmetauscher verbringt und der Temperaturunterschied zwischen den beiden Flüssigkeiten abnimmt, wodurch die treibende Kraft für die Wärmeübertragung verringert wird. Wenn andererseits die Durchflussrate zu hoch ist, kann dies zu einem übermäßigen Druckabfall führen und möglicherweise nicht genügend Zeit für einen ordnungsgemäßen Wärmeaustausch lassen.

Auch das Design des Wärmetauschers kann eine Rolle spielen. Wenn die Anzahl der Rohre, der Rohrdurchmesser oder die Mantelgröße nicht für die Anwendung geeignet sind, wird die Wärmeübertragungsleistung beeinträchtigt.

5. Probleme mit dem Druckabfall

Der Druckabfall ist der Druckabfall, der auftritt, wenn die Flüssigkeit durch den Wärmetauscher fließt. Ein übermäßiger Druckabfall kann ein Problem sein.

Eine Ursache für einen hohen Druckabfall ist Verschmutzung. Durch die Bildung von Ablagerungen auf den Oberflächen wird der Flüssigkeitsfluss eingeschränkt, wodurch sich der Widerstand und damit der Druckabfall erhöht.

Ein weiterer Grund ist eine falsche Gestaltung des Strömungswegs. Wenn die Flüssigkeit zu viele Windungen machen muss oder durch einen sehr engen Durchgang im Wärmetauscher strömt, ist der Druckabfall hoch.

Auch wenn die Rohre beispielsweise aufgrund von Korrosionsprodukten oder Ablagerungen verstopft oder teilweise verstopft sind, erhöht sich der Druckabfall deutlich.

Lösungen und Prävention

Um diese Fehler zu beheben, können Sie verschiedene Maßnahmen ergreifen.

Bei Verschmutzung ist eine regelmäßige Reinigung unerlässlich. Sie können chemische Reinigungsmittel verwenden, um Ablagerungen und biologischen Bewuchs zu entfernen. Zur Entfernung von Partikelverschmutzungen können mechanische Reinigungsmethoden wie Bürsten oder Hochdruckwasserstrahlen eingesetzt werden.

Um Korrosion vorzubeugen, können Sie korrosionsbeständige Beschichtungen auf den Stahloberflächen verwenden. Eine weitere Möglichkeit ist der kathodische Schutz, bei dem eine Opferanode zum Schutz des Stahls vor Korrosion eingesetzt wird.

Bei Rohrleckagen sind ordnungsgemäße Installation und Wartung von entscheidender Bedeutung. Stellen Sie sicher, dass die Rohre während der Installation sorgfältig behandelt werden, und überprüfen Sie die Rohre regelmäßig auf Anzeichen von Beschädigung oder Korrosion.

Um die Wärmeübertragung zu verbessern, halten Sie die richtigen Durchflussraten ein und halten Sie die Wärmeübertragungsflächen sauber. Stellen Sie bei Problemen mit dem Druckabfall sicher, dass der Wärmetauscher richtig ausgelegt ist, und reinigen Sie das System regelmäßig, um Verstopfungen zu vermeiden.

Unsere Angebote

In unserem Unternehmen verstehen wir diese häufigen Fehler nur allzu gut. Deshalb bieten wir hohe QualitätRohrbündelwärmetauscher aus Siliziumkarbid,Gas-zu-Flüssigkeit-Rohrbündelwärmetauscher, UndWärmetauschermantelrohr aus Edelstahl. Unsere Wärmetauscher sind mit der neuesten Technologie ausgestattet, um diese Fehler zu minimieren und eine effiziente und zuverlässige Leistung zu bieten.

Wenn Sie auf der Suche nach einem Rohrbündelwärmetauscher sind oder Ratschläge zur Behebung von Fehlern in Ihrem bestehenden benötigen, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Wir sind hier, um Ihnen zu helfen, die beste Lösung für Ihre Bedürfnisse zu finden.

Referenzen

1. Incropera, FP, & DeWitt, DP (2002). Grundlagen der Wärme- und Stoffübertragung. John Wiley & Söhne.
2. Green, DW und Perry, RH (2007). Perrys Handbuch für Chemieingenieure. McGraw - Hill.