¿Cuáles son los modos de fallo más comunes en un intercambiador de calor de placas tubulares fijas?

¡Hola! Como proveedor de intercambiadores de calor de placas de tubos fijos, he visto una buena cantidad de problemas con estos ingeniosos dispositivos. En este blog, hablaré sobre los modos de falla comunes de un intercambiador de calor de placa de tubos fijos.

Primero, comprendamos qué es un intercambiador de calor de placa de tubos fijos. Es un tipo de intercambiador de calor de carcasa y tubos donde las placas de tubos se fijan a la carcasa. Este diseño es bastante popular porque es simple y rentable. Puede obtener más información sobre los intercambiadores de calor de carcasa y tubos en la industria del petróleo y el gas enaquí.

1. Falla en la unión entre tubo y placa tubular

Uno de los modos de falla más comunes es la falla de la unión del tubo a la placa tubular. Estas juntas son cruciales ya que mantienen los tubos en su lugar y evitan fugas entre el lado de la carcasa y el lado del tubo. Hay algunas razones por las que estas articulaciones pueden fallar.

• Vibración: Cuando el intercambiador de calor está en funcionamiento, el flujo de fluido puede hacer que los tubos vibren. Si la vibración es intensa, puede provocar grietas por fatiga en la unión del tubo con la placa tubular. Esto es especialmente un problema en aplicaciones de alto flujo. Por ejemplo, en unIntercambiador de calor de alta presión, el flujo de fluido a alta velocidad podría inducir vibraciones significativas.

• Estrés térmico: La diferencia de temperatura entre los tubos y la carcasa puede generar estrés térmico. Dado que las placas de tubos están fijas, la expansión y contracción de los tubos debido a los cambios de temperatura pueden ejercer mucha presión sobre las juntas. Con el tiempo, esta tensión puede provocar que la articulación falle.

• Corrosión: La corrosión es otro gran culpable. Si el líquido en el lado de la carcasa o en el lado del tubo es corrosivo, puede corroer la junta. Por ejemplo, en una aplicación de vapor como unaIntercambiador de calor de vapor, la presencia de humedad y ciertos productos químicos en el vapor puede provocar la corrosión de la unión del tubo a la placa de tubos.

2. Falla del tubo

Los propios tubos también pueden fallar y existen varias razones para ello.

• Corrosión: Al igual que en las uniones, la corrosión puede afectar a los tubos. Pueden producirse diferentes tipos de corrosión, como corrosión uniforme, corrosión por picaduras y fisuración por corrosión bajo tensión. La corrosión por picaduras es particularmente peligrosa ya que puede crear pequeños agujeros en los tubos y provocar fugas. En algunos procesos industriales donde los fluidos son muy ácidos o alcalinos, los tubos corren un alto riesgo de corrosión.

• Erosión: La erosión ocurre cuando el fluido que fluye a través de los tubos contiene partículas sólidas. Estas partículas pueden desgastar la superficie interna de los tubos con el tiempo. Por ejemplo, en un proceso donde el fluido tiene una alta concentración de arena u otros materiales abrasivos, la erosión puede ser un gran problema.

• Sobre - Presurización: Si la presión dentro de los tubos excede el límite de diseño, los tubos pueden romperse. Esto puede deberse a un funcionamiento inadecuado, como un bloqueo en la ruta del flujo que provoca que se acumule presión.

3. Fallo del caparazón

La carcasa del intercambiador de calor también puede sufrir fallos.

• Corrosión: Al igual que los tubos y las juntas, la carcasa puede corroerse. La carcasa suele estar en contacto con el fluido del lado de la carcasa y, si este fluido es corrosivo, puede dañar la carcasa. Por ejemplo, en algunas aplicaciones de procesamiento químico, la carcasa puede quedar expuesta a productos químicos corrosivos que pueden corroer el metal.

• Daño mecánico: Los impactos físicos o el manejo inadecuado durante la instalación o el mantenimiento pueden causar daños mecánicos a la carcasa. Una herramienta que se cae o una colisión durante el transporte puede provocar abolladuras o grietas en la carcasa, lo que puede comprometer su integridad.

  

4. Incrustaciones

La contaminación no es exactamente una falla estructural, pero puede reducir significativamente la eficiencia del intercambiador de calor con el tiempo.

• Escalada: La incrustación ocurre cuando los minerales disueltos en el fluido se precipitan y forman una capa sólida en las superficies del tubo. En los sistemas a base de agua, las sales de calcio y magnesio son agentes incrustantes comunes. Esta capa actúa como aislante, reduciendo la eficiencia de transferencia de calor entre los fluidos del lado de la carcasa y del lado del tubo.

• Incrustaciones biológicas: En aplicaciones donde el fluido está en contacto con materia orgánica, como agua de fuentes naturales, puede ocurrir contaminación biológica. Las bacterias, algas y otros microorganismos pueden crecer en las superficies de los tubos, formando una biopelícula. Esta biopelícula también reduce la transferencia de calor e incluso puede provocar corrosión si no se aborda.

5. Falla de la junta

Las juntas se utilizan en los intercambiadores de calor para sellar las conexiones entre diferentes partes, como la carcasa y los canales.

• Conjunto de compresión: Con el tiempo, las juntas pueden perder su elasticidad debido a la presión constante a la que están sometidas. Esto se llama conjunto de compresión. Cuando una junta experimenta deformación por compresión, ya no puede proporcionar un sello adecuado, lo que provoca fugas.

• Ataque químico: Si el material de la junta no es compatible con los fluidos del intercambiador de calor, puede ser atacado por productos químicos. Por ejemplo, una junta hecha de cierto material de caucho puede dañarse con un fluido a base de aceite, provocando que se deteriore y falle.

Medidas preventivas

Ahora que hemos hablado de los modos de falla comunes, veamos algunas medidas preventivas. La inspección y el mantenimiento regulares son clave. Debe comprobar periódicamente si hay signos de corrosión, erosión e incrustaciones. El uso de materiales adecuados que sean resistentes a la corrosión y la erosión también puede prolongar la vida útil del intercambiador de calor. Por ejemplo, utilizar tubos de acero inoxidable puede ser una buena opción en ambientes corrosivos.

Si está buscando un intercambiador de calor de placa de tubos fijos confiable o necesita más información sobre cómo prevenir estos modos de falla, no dude en comunicarse con nosotros. Estamos aquí para ayudarle a tomar la mejor decisión para su aplicación. Ya sea que esté interesado en unIntercambiador de calor de tubo en Uo unIntercambiador de calor de vapor, lo tenemos cubierto. No dude en contactarnos para discutir sus requisitos específicos e iniciar el proceso de adquisición.