304 플레이트 열교환 기의 공급 업체로서 열교환 기 누출에 관한 수많은 문의를 받았습니다. 이 문제는 운영을 방해하고 비 효율성으로 이어질 수 있으며 심지어 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 이 블로그에서는 304 개의 플레이트 열교환 기에서 누출의 일반적인 원인을 탐색하고 잠재적 인 솔루션에 대해 논의 할 것입니다.
1. 재료 분해
이 열 교환기에 사용되는 304 스테인리스 - 강철은 부식 저항으로 유명합니다. 그러나 시간이 지남에 따라 여전히 다양한 요인의 영향을받을 수 있습니다.
부식
- 화학적 부식: 열교환 기가 공격적인 화학 물질에 노출되면 304 스테인리스 - 강철은 부식을 겪을 수 있습니다. 예를 들어, 산 또는 알칼리가 존재하는 일부 산업 공정에서는 304 판의 표면에있는 산화물 층이 손상 될 수 있습니다. 이 층이 손상되면, 기초 금속은 추가 부식에 취약하여 구멍의 형성 및 후속 누출로 이어질 수 있습니다.
- 갈바니 부식: 열교환 기에서 다른 금속이 접촉하는 경우 갈바니 부식이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 304 플레이트가보다 활성 금속과 접촉하는 경우 전기 화학 반응이 발생합니다. 보다 활성 금속은 양극 및 부식으로 작용하는 반면 304 플레이트는 캐소드 역할을합니다. 이러한 유형의 부식은 플레이트의 구덩이와 가늘어 질 수있어 결국 누출이 발생할 수 있습니다.
부식
- 유체 속도: 열교환기를 통해 흐르는 높은 속도 유체는 침식을 유발할 수 있습니다. 플레이트의 유체의 연마 작용은 시간이 지남에 따라 재료를 마모시킬 수 있습니다. 예를 들어, 유체가 모래 또는 퇴적물과 같은 고체 입자를 함유하면 침식 효과가 악화됩니다. 침식으로 인해 플레이트가 더 얇아지면 누출 위험이 증가합니다.
2. 밀봉 문제
304 플레이트 열교환 기의 개스킷과 씰은 누출 방지에 중요한 역할을합니다.
개스킷 고장
- 노화와 마모: 개스킷은 시간이 지남에 따라 저하 될 수있는 엘라스토머 재료로 만들어졌습니다. 고온, 화학 물질 및 기계적 스트레스에 노출되면 개스킷이 탄력성을 강화하거나 갈라 지거나 잃을 수 있습니다. 개스킷이 악화됨에 따라 더 이상 적절한 밀봉을 제공 할 수 없어 누출이 발생합니다.
- 부적절한 설치: gaskets의 잘못된 설치는 누출의 또 다른 일반적인 원인입니다. 개스킷이 올바르게 정렬되거나 압축되지 않으면 플레이트 사이에 간격이있어 유체가 탈출 할 수 있습니다. 예를 들어, 설치 중에 볼트가 고르게 조여지지 않으면 개스킷이 균일하게 압축되지 않아 밀봉이 고르지 않을 수 있습니다.
밀봉 압축 손실
- 열 팽창 및 수축: 열교환 기가 작동하는 동안 온도 변화로 인해 플레이트와 개스킷이 확장되고 수축됩니다. 설계가 이러한 열 이동을 제대로 설명하지 않으면 씰 압축을 잃을 수 있습니다. 예를 들어, 열교환 기에 빠른 온도 변동이 발생하면 개스킷은 필요한 압축을 유지하지 못하여 누출을 초래할 수 있습니다.
3. 설계 및 제조 결함
플레이트 디자인 결함
- 부적절한 플레이트 두께: 판이 너무 얇 으면 열교환 기의 압력과 응력을 견딜 수 없을 수도 있습니다. 이로 인해 플레이트의 변형 및 균열이 발생하여 누출이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 높은 압력 유체가 사용되는 응용 분야에서는 두께가 불충분 한 플레이트가 압력 하에서 팽창하거나 파열 될 수 있습니다.
- 유량 분포가 열악합니다: 플레이트에서 유량 채널의 부적절한 설계는 유량 분포가 고르지 않을 수 있습니다. 이로 인해 고압과 온도의 국부 영역이 발생하여 플레이트와 개스킷을 손상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 유체가 플레이트를 가로 질러 균등하게 분포되지 않으면 일부 지역에서는 유속과 압력이 높아져 조기 고장이 발생할 수 있습니다.
제조 결함
- 용접 결함: 용접이 플레이트 또는 기타 구성 요소에 결합하는 데 사용되는 열교환 기에서 용접 결함은 누출의 중요한 원인이 될 수 있습니다. 용접의 다공성, 균열 또는 불완전한 융합은 유체가 탈출 할 수있는 경로를 만들 수 있습니다. 예를 들어, 용접 공정이 제대로 제어되지 않으면 기포가 용접에 갇혀 관절을 약화시키고 누출 위험이 증가 할 수 있습니다.
- 표면 결함: 긁힘이나 찌그러짐과 같은 플레이트 표면의 불완전 성도 누출로 이어질 수 있습니다. 이러한 불완전 성은 판과 개스킷 사이의 밀봉을 방해하여 유체가 스며들 수 있습니다.
4. 운영 문제
지나친 압력
- 과도한 시스템 압력: 열 교환기 내의 압력이 설계 한계를 초과하면 플레이트가 변형되거나 파열 될 수 있습니다. 예를 들어, 압력 제어 시스템 오작동이 오작동하는 과정에서 열교환 기는 비정상적으로 높은 압력을받을 수 있습니다. 이로 인해 플레이트와 개스킷에 즉각적이든 긴 기간 손상이 발생하여 누출이 발생할 수 있습니다.
- 수격: Water Hammer는 파이프 라인의 유체 흐름이 갑자기 멈추거나 변경 될 때 발생하는 현상입니다. 이로 인해 시스템을 통해 이동하는 충격파가 생겨 압력이 크게 증가 할 수 있습니다. 열 교환기가 워터 망치를 견딜 수 있도록 설계되지 않으면 플레이트와 씰이 손상되어 누출이 발생할 수 있습니다.
온도 사이클링
- 빈번한 온도 변화: 높은 온도와 저온 사이의 반복 사이클은 플레이트와 개스킷의 열 응력을 유발할 수 있습니다. 이 스트레스는 판의 피로 크래킹과 개스킷의 분해로 이어질 수 있습니다. 예를 들어, 자주 시작 - 정지 사이클이있는 프로세스에 사용되는 열교환 기에서 플레이트와 개스킷은 연속 열 팽창 및 수축이 적용되어 결국 누출로 이어질 수 있습니다.
솔루션 및 권장 사항
- 정기 검사 및 유지 보수: 열교환기를 정기적으로 검사하여 부식, 침식, 개스킷 마모 및 기타 문제를 조기에 감지합니다. 마모 된 가스켓과 손상된 접시를 즉시 교체하십시오.
- 적절한 유체 관리: 열교환 기에 사용되는 유체가 깨끗하고 고체 입자가 없도록하십시오. 적절한 여과 시스템을 사용하여 오염 물질을 제거하십시오. 또한 화학 부식을 방지하기 위해 유체의 화학적 조성을 모니터링하십시오.
- 올바른 설치: 설치 중에 제조업체의 지침을주의 깊게 따르십시오. 개스킷이 올바르게 정렬되고 압축되고 볼트가 골고루 조여집니다.
- 설계 최적화: 열교환기를 선택할 때 특정 응용 프로그램에 적합한 설계를 선택하십시오. 압력, 온도, 유량 및 유체 특성과 같은 요인을 고려하십시오. 숙련 된 공급 업체와 협력하면 올바른 디자인을 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다.
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참조
- Acropera, FP, & Dewitt, DP (2002). 열과 질량 전달의 기본. John Wiley & Sons.
- Green, DW, & Perry, RH (2007). 페리의 화학 엔지니어 핸드북. 맥그로 - 힐.
- ASME 보일러 및 압력 용기 코드. 미국 기계 엔지니어 협회.