In-naħa tat-tubu qed timmaniġġja fluwidu nadif, li jgħaddi minn tubi lixxi PTFE. Madankollu, matul ġimgħat, il-pressjoni meħtieġa biex timbotta l-fluwidu tal-ġnub tal-qoxra-permezz tal-iskambjatur titla' b'mod kostanti. It-tubi nfushom mhumiex iħammġu-il-problema tinsab fuq barra. Dan is-sintomu li jħawwad ħafna drabi jiġi djanjostikat ħażin bħala kwistjoni ta' tubu-ġenb, li jwassal għal tindif mhux meħtieġ jew saħansitra sostituzzjoni ta' qatet li huma perfettament nodfa ġewwa. Fir-realtà, żieda gradwali fil-pressjoni differenzjali tal-qoxra-ġnub minkejja tubi nodfa tindika b'mod ċar l-akkumulazzjoni fuq l-uċuħ esterni tal-qatta tat-tubi u l-baffles. Nifhmu l-kawżi taqoxra ġenb pressjoni qatra żieda nodfa tubi PTFEkundizzjoni tippermetti lill-operaturi jimmiraw il-metodu ta 'tindif korrett u jirrestawraw il-prestazzjoni tal-iskambjatur.
Il-Kawża Għerq: Fouling Barra mit-Tubi
It-tubi tal-PTFE huma apprezzati għall-uċuħ interni tagħhom li ma jwaħħalx, kimikament inerti. Fluwidi li fihom partikuli, solidi maħlul, jew speċi reattivi rari jaderixxu mal-intern tat-tubu. Madankollu, in-naħa tal-qoxra-l-ispazju madwar it-tubi-jippreżenta ambjent differenti. Il-fluwidu tal-ġnub tal-qoxra-jiċċirkola tul il-mazz tat-tubi, jgħaddi mill-vojt bejn it-tubi u madwar il-pjanċi tal-baffle. Dawn il-passaġġi huma dojoq u fihom bosta żoni ta' staġnar, speċjalment wara l-baffles u fit-tubu-biex jappoġġaw il-punti ta' kuntatt.
Maż-żmien, tliet tipi primarji ta 'depożiti jakkumulaw fuq l-uċuħ tat-tubi ta' barra u l-baffles:
1. Sedimentazzjoni tal-partikuli
Jekk il-fluwidu tal-ġnub tal-qoxra-fih solidi sospiżi (eż., trab, partiċelli tas-sadid, melħ kristallizzat, jew fini tal-metall), dawn il-partiċelli jistgħu joqogħdu f'reġjuni ta'-veloċità baxxa. L-enerġija tal-wiċċ baxxa tal-PTFE ma tipprevjenix il-qbid mekkaniku; partiċelli jsiru wedged bejn tubi maġenb jew kontra baffles. Hekk kif is-saff tad-depożitu jikber, is-sezzjoni trasversali tal-fluss-tiċkien. Skont l-ekwazzjoni tal-kontinwità, għal rata ta' fluss volumetrika fissa, żona ta' sezzjoni trasversali mnaqqsa -iġġiegħel il-veloċità tal-fluwidu 'l fuq. Waqgħa fil-pressjoni fuq restrizzjoni hija proporzjonali għall-kwadru tal-veloċità (ΔP ∝ v²). Konsegwentement, anki tnaqqis modest fiż-żona tal-fluss jista 'jikkawża żieda sinifikanti fil-waqgħa tal-pressjoni mkejla.
2. Polimerizzazzjoni u Fouling Kimiku
Ħafna fluwidi tal-qoxra-ġnub fi proċessi kimiċi huma suxxettibbli għall-polimerizzazzjoni jew il-formazzjoni tar-reżina f'temperaturi elevati. Pereżempju, monomeri bħal stirene jew akriliċi jistgħu jirreaġixxu bil-mod fuq uċuħ sħan, u jiffurmaw saff polimeru li jwaħħal. In-natura li ma twaħħalx-PTFE tnaqqas iżda ma teliminax dan l-effett; jekk il-prekursur tal-polimeru huwa reattiv biżżejjed, xorta jista 'jiddepożita, speċjalment fuq baffles tal-metall u pjanċi ta' appoġġ (li ħafna drabi huma magħmula mill-istainless steel). Ladarba jifforma saff irqiq, jaqbad materjal addizzjonali, u gradwalment jibni qoxra viskuża jew iebsa li ddejjaq il-mogħdijiet tal-fluss.
Bl-istess mod, fluwidi li fihom speċi inorganiċi maħlula jistgħu jippreċipitaw imluħa hekk kif it-temperatura tinbidel madwar l-iskambjatur, u jiddepożitaw skala fuq barra tat-tubi.
3. Tkabbir Bijoloġiku (Biofouling)
Fl-iskambjaturi li jużaw ilma mhux trattat-bħal ilma li jkessaħ minn xmajjar, lagi, jew torrijiet tat-tkessiħ-tkabbir bijoloġiku (alka, batterja, jew organiżmi li jiffurmaw il-ħama-) jista' jiffjorixxi fuq in-naħa tal-qoxra. L-ambjent sħun u niedi bejn it-tubi huwa ideali għall-iżvilupp tal-bijofilm. Bijofilm imqarmeċ iżid ir-reżistenza tal-fluss u wkoll jaqbad solidi sospiżi, u jaċċellera l-fouling. Il-biofouling huwa partikolarment komuni f'reġjuni ta'-veloċità baxxa u jista' jikkawża tnaqqis fil-pressjoni li jirdoppja fi żmien ġimgħat.
Għaliex -Side Fouling Huwa Spiss Injorat
In-naħa ta 'barra tat-tubi tista' tkun blind spot għal spezzjoni ta 'rutina. Fi skambjatur tal-folji tat-tubi fiss, il-passaġġi tal-ġnub tal-qoxra- huma kompletament magħluqa; m'hemm l-ebda aċċess viżwali dirett għall-qatta mingħajr ma tneħħi l-qoxra jew tinfetaħ. L-operaturi sikwit jimmonitorjaw l-indafa tal-ġenb tat-tubu- billi jispezzjonaw l-interjuri tat-tubu jew ikejlu l-waqgħa tal-pressjoni tal-ġenb tat-tubu-. Jekk in-naħa tat-tubu-tibqa nadifa (waqgħa baxxa fil-pressjoni u effluwent ċar), is-suppożizzjoni hija li l-iskambjatur kollu huwa nadif-falzità perikoluża.
Barra minn hekk, il-waqgħa tal-pressjoni tal-ġnub tal-qoxra-tista' tkun immonitorjata biss b'mod intermittenti jew mhux imxejra kontra linja bażi. Żieda gradwali matul ix-xhur tista' ma tiġix osservata sakemm il-pompa tilħaq ir-ras massima tagħha jew ir-rata tal-fluss tinżel taħt ir-rekwiżiti tal-proċess.
Il-Gauge tal-Pressjoni bħala Storyteller Veritiera
Il-gauge tal-pressjoni huwa rakkont veritier jekk il-messaġġ tiegħu jingħata widen. L-ewwel pass fid-dijanjosi ta' problema ta' fouling tal-qoxra-ġenb huwa li tiġi stabbilita linja bażiwaqgħa fil-pressjoni nadifab'rata ta' fluss magħrufa. Din il-linja bażi għandha tiġi rreġistrata immedjatament wara installazzjoni ġdida jew wara tindif bir-reqqa. Imbagħad, qari perjodiku (kuljum, kull ġimgħa, jew kull xahar) bl-istess rata tal-fluss jitqabbel mal-linja bażi.
Mazz ta' tubi PTFE nadif mingħajr depożiti tal-ġnub tal-qoxra-jipproduċi tnaqqis prevedibbli fil-pressjoni li jibqa' stabbli għal xhur. Żieda gradwali u monotonika-per eżempju, 5% fix-xahar-tindika bil-qawwa akkumulazzjoni progressiva tal-qoxra-ġenb. B'kuntrast, il-fouling tal-ġenb tat-tubu-jipmanifesta bħala żieda fil-waqgħa tal-pressjoni-tal-ġenb tat-tubu u tnaqqis fit-trasferiment tas-sħana, mhux żieda fil-ġnub tal-qoxra-.
Jekk il-fluwidu tal--ġenb tal-qoxra huwa ilma b'attività bijoloġika potenzjali, iż-żieda tista' ssegwi mudell staġjonali (aktar mgħaġġel fis-sajf). Għall-polimerizzazzjoni, iż-żieda ħafna drabi taċċellera hekk kif id-depożiti jipprovdu aktar erja tal-wiċċ għal aktar reazzjoni.
Soluzzjonijiet: Tindif Kimiku u Tneħħija tal-Mazz
Ladarba l-fouling tal-qoxra-ġnub jiġi kkonfermat, it-tindif irid jindirizza l-uċuħ esterni. L-approċċ jiddependi fuq id-disinn tal-iskambjatur u n-natura tad-depożitu.
Tindif Kimiku (-Fil-Post)
Għal ħafna tipi ta 'fouling, tindif kimiku jista' jsir mingħajr ma titneħħa l-gozz tat-tubi. Soluzzjoni tat-tindif tiġi ċċirkolata min-naħa tal-qoxra (bin-naħa tat-tubu iżolata jew imlaħlaħ separatament). L-għażla tal-kimika tiddependi fuq id-depożitu:
Sediment u skala:Soluzzjonijiet aċidużi (eż., HCl dilwit, aċidu ċitriku, jew aċidu sulfamiku) ħoll karbonat tal-kalċju, ossidu tal-ħadid, u l-biċċa l-kbira tal-iskali minerali. In-naħa tal-qoxra għandha tiġi ventilata biex tirrilaxxa l-gass iġġenerat mir-reazzjoni.
Polimerizzazzjoni u fouling organiku:Cleaners alkalini (eż., idrossidu tas-sodju b'surfactants) jew solventi (eż., toluene, methyl ethyl ketone, jew deasers ifformulati apposta) ikissru polimeri u reżini organiċi. Għandha tiġi vverifikata l-kompatibbiltà tal-aġent tat-tindif mal-PTFE (eċċellenti) u mal-materjal tal-qoxra (eż., azzar tal-karbonju jew azzar li ma jissaddadx).
Biofouling:Ipoklorit tas-sodju (bliċ), perossidu tal-idroġenu, jew formulazzjonijiet bijoċidali (eż. komposti tal-ammonju kwaternarju) joqtlu u jxerrdu l-bijofilm. Wara ċ-ċirkolazzjoni tal-bijoċida, laħlaħ b'ilma nadif tneħħi d-debris.
Chemical cleaning effectiveness depends on achieving turbulent flow velocity (>1 m/s) fuq in-naħa tal-qoxra biex togħrok depożiti maħlula. It-tisħin tas-soluzzjoni tat-tindif (jekk l-iskambjatur jista 'jittolleraha) jaċċellera r-rati ta' reazzjoni. Wara t-tindif, il-waqgħa tal-pressjoni għandha terġa 'lura għal ħdejn il-valur tal-linja bażi oriġinali.
Tneħħija tal-Mazz għal Tindif Mekkanika
Jekk it-tindif kimiku ma jkunx biżżejjed-per eżempju, meta d-depożiti jkunu karbonizzati ħafna, iebsin-sinterizzati, jew jinkludu partiċelli kbar li ma jistgħux jinħall-ikun meħtieġ tindif mekkaniku. Dan huwa fattibbli biss f'disinji ta' l-iskambjatur fejn il-mazz tat-tubi jista' jitneħħa mill-qoxra:
Skambjaturi tar-ras li jżommu f'wiċċ l-ilma(eż., tipi AES, BES, jew AEP) jippermettu li l-qatta tinġibed orizzontalment wara li tneħħi l-għatu tar-ras li jżomm f'wiċċ l-ilma.
U{0}}skambjaturi ta' tubi(tip CFU) jippermettu wkoll it-tneħħija tal-qatta.
Skambjaturi fissi ta' tubi(eż., tipi BEM jew AEM) dolejippermettu t-tneħħija tal-qatta; il-qatta hija wweldjata b'mod permanenti mal-qoxra. Għal dawn, it-tindif kimiku huwa l-unika għażla, jew idroblasting permezz ta 'portijiet ta' aċċess imtaqqbin jekk disponibbli.
Ladarba titneħħa, il-qatta tista' titnaddaf bl-użu ta' ġettijiet tal-ilma bi pressjoni għolja-(tipikament 500–1500 bar), tindif bil-fwar, jew brix manwali (għalkemm il-brix jirriskja li jagħmel ħsara lill-uċuħ tat-tubi PTFE). Wara t-tindif, il-qatta tiġi spezzjonata għal sinjali ta 'xedd tat-tubu jew ħsara qabel l-installazzjoni mill-ġdid.
Strateġiji ta' Prevenzjoni
Biex tiġi evitata r-rikorrenza taż-żieda fil-waqgħa tal-pressjoni tal-qoxra-ġnub, huma rakkomandati tliet miżuri:
Iffiltra l-fluwidu tal-qoxra-tal-ġenb:Installa passatur jew filtru tal-iskartoċċ fuq id-daħla tal-ġenb tal-qoxra- biex tneħħi partikuli akbar minn 100–200 μm. Għal solidi fini, jista 'jintuża filtru tal-backwash jew separatur taċ-ċiklun.
Kontroll tat-tkabbir bijoloġiku:Jekk il-fluwidu tal-ġnub tal-qoxra-huwa l-ilma, sistema ta 'injezzjoni ta' bijoċida (kontinwa jew intermittenti) tipprevjeni l-formazzjoni ta 'bijofilm. It-trattament ultravjola (UV) huwa għażla oħra mhux-kimika.
Żomm il-veloċità tal-ġnub tal-qoxra-'il fuq mill-veloċità kritika tal-fouling:Għas-sedimentazzjoni u l-biofouling, veloċità minima ta 'crossflow ta' 0.5–1.0 m/s (skond id-daqs tal-partiċelli) tgħin biex iżżomm is-solidi sospiżi u tipprevjeni t-twaħħil. Madankollu, veloċità eċċessivament għolja tista 'tikkawża vibrazzjoni tat-tubu u fretting-skambju ta' disinn separat-off.
Għal problemi ta 'polimerizzazzjoni, is-soluzzjoni aħħarija tista' tkun li titnaqqas it-temperatura operattiva tal-qoxra-(jekk il-proċess jippermetti) jew li żżid inibitur tal-polimerizzazzjoni mal-fluwidu.
Monitoraġġ bħala Għodda ta' Manutenzjoni
Qari ta' tnaqqis fil-pressjoni tal-linja bażi meta nadif huwa essenzjali għat-tqabbil. Mingħajrha, żieda gradwali hija indistingwibbli minn tħaddim normali. Huwa rakkomandat li mal-kummissjonar jew wara kull tindif, il-waqgħa tal-pressjoni tal-ġenb tal-qoxra-bir-rata tal-fluss tad-disinn tiġi rreġistrata u miżmuma fil-fajl tal-manutenzjoni. Imbagħad, kontroll sempliċi ta' kull xahar (eż., bl-użu tal-gauges tal-pressjoni eżistenti jew trasmettitur tal-pressjoni differenzjali) jipprovdi twissija bikrija.
Żieda ta' 20-30% 'l fuq mil-linja bażi hija sinjal ċar li t-tindif għandu jkun skedat matul il-ħin ta' waqfien ippjanat li jmiss. L-istennija sakemm il-waqgħa tal-pressjoni tirdoppja jew tittrippla tirriskja l-kavitazzjoni tal-pompa, il-ġuħ tal-fluss u l-ħsara potenzjali fil-mazz ta 'tubi minn veloċitajiet ta' fluss eċċessivament għoljin fil-lakuni miftuħa li jifdal.
Konklużjoni
Il-fouling tal-ġnub tal-qoxra-huwa kawża komuni ta' tnaqqis fil-pressjoni creeping fl-iskambjaturi tas-sħana PTFE, anke meta t-tubi nfushom jibqgħu perfettament nodfa. Partiċelli, residwi polimerizzati, jew ħama bijoloġika jakkumulaw fuq barra tat-tubi u fuq baffles, jonqsu l-passaġġi tal-fluss u jżidu l-veloċità-u għalhekk tnaqqis fil-pressjoni-skond il-liġi kwadra. Il-monitoraġġ ta 'din it-tendenza kontra linja bażi jippermetti li t-tindif jiġi skedat qabel ma jsir kritiku. Tindif kimiku (b'aċidi, solventi, jew bijoċidi) isolvi l-biċċa l-kbira tad-depożiti in situ, filwaqt li l-fouling iebsa jista 'jeħtieġ it-tneħħija tal-qatta' f'disinji ta' tubi floating-ras jew U-. Iż-żewġ naħat tal-iskambjatur tas-sħana jeħtieġ li jkunu nodfa biex iwettqu tajjeb; in-naħa tal-qoxra, ħafna drabi barra mill-vista, jistħoqqilha l-istess attenzjoni bħall-ġenb tat-tubu. Billi jagħrfu s-sintomu tal-waqgħa tal-pressjoni tal-qoxra-ġnub li qed jogħlew minkejja tubi nodfa, l-inġiniera jistgħu jevitaw sforzi ta' tindif tat-tubi mhux diretti u jindirizzaw il-kawża ewlenija b'mod effiċjenti.
