Como montar e conectar corretamente um trocador de calor PTFE sem danificá-lo

O trocador de calor de PTFE é bem parafusado e o tubo é colocado no lugar com esforço físico. O revestimento de PTFE irá rachar no bico dentro de algumas semanas. Por que?' Tensões de expansão térmica, desalinhamentos de tubos. Você precisa de algum espaço para se mover para uma instalação adequada.
O politetrafluoretileno, ou PTFE, oferece resistência à corrosão incomparável em serviços químicos severos, mas seu comportamento mecânico deve ser considerado. O coeficiente de expansão térmica linear do material é cerca de dez vezes maior que o do aço carbono, ou cerca de 100 a 120 × 10−6/grau versus 10 a 12 × 10−6/grau para o aço. O revestimento de PTFE se expande muito mais do que o revestimento de aço durante a transição da temperatura do processo, das condições ambiente para as condições de trabalho. Se os bicos estiverem firmemente fixados ao trocador fixo, o crescimento diferencial produz tensões de cisalhamento e tração que ultrapassam rapidamente o limite de alongamento do revestimento. Isso causa rachaduras radiais no pescoço do bico, distorção da face do flange ou micro-rasgos que se propagam sob ciclos de pressão. Uma instalação-sem vazamentos é uma instalação-sem estresse. O objetivo do instalador, então, é posicionar a unidade de modo que ela possa respirar axial e lateralmente, mantendo ainda o alinhamento exato do bico com a tubulação do processo.
Comece com a base. Posicione o trocador de calor em suportes para deslizamento em vez de retenção fixa. A prática padrão é usar placas deslizantes de PTFE ou mancais de baixo atrito entre os pés do trocador e as vigas de suporte de aço. Isso permite que a casca cresça e encolha sem combater o atrito. Antes de abaixar o trocador, certifique-se de que a estrutura de suporte esteja exatamente nivelada usando um nível de maquinista de precisão ou dispositivo de alinhamento a laser; desvio superior a 1 mm por metro causará cargas irregulares. Todos os pontos de apoio distribuem peso igualmente, nunca permitem cargas pontuais sob a carcaça ou canal. Pequenas anormalidades na fundação são corrigidas por calços ou parafusos ajustáveis ​​sob os pés. Não solde ou parafuse a carcaça rigidamente à estrutura quando o trocador estiver apoiado em seus suportes móveis. Em vez disso, coloque trilhos-guia axiais ou blocos de parada que impeçam o movimento lateral, mas permitam o movimento irrestrito ao longo do eixo da embarcação. O PTFE expande quando quente, abrindo espaço para manobra.
Assim que o nível for definido com o trocador no lugar, o bico estará alinhado. Nunca force a tubulação do processo para combinar com os bicos do trocador. Em primeiro lugar, coloque a tubulação de forma natural. Coloque peças de carretel em suportes de tubo ajustáveis ​​temporários ou com quedas de corrente de modo que as faces do flange fiquem paralelas e concêntricas dentro de 1,5 mm e 0,5 mm por 25 mm de diâmetro do parafuso, respectivamente-regulamentações do setor para equipamentos revestidos. Meça as lacunas com calibradores de folga em vários lugares ao redor da circunferência. Corrija o desalinhamento calçando os suportes da tubulação ou pés do trocador; não martele ou gire o tubo. Um desalinhamento de até 3 mm pode causar momentos de flexão que concentram a tensão diretamente no fino revestimento de PTFE na garganta do bico, onde o revestimento é colado ou travado mecanicamente ao aço.
Instale as juntas corretas e alinhe. O revestimento em si é compatível com resistência química e comportamento de deformação pelo uso de juntas de envelope de PTFE ou juntas de PTFE de face inteira. Não use borracha, amianto comprimido ou juntas em espiral com enrolamentos metálicos. Eles se comprimem de maneira desigual e podem se incorporar na face mais macia do PTFE, causando rotas de vazamento ou esmagamento localizado. Centralize a gaxeta no flange, para que a borda do envelope não dobre ou rasgue. Se o fabricante permitir, coloque uma camada fina de lubrificante apropriado (pasta à base de PTFE-) sobre as faces da gaxeta para minimizar o torque de instalação sem afetar a integridade da vedação.
Aparafusar é uma marcha lenta e constante. Aperte os parafusos do flange em padrão estrela ou cruzado, começando do centro e trabalhando em passagens incrementais--30%, 60% e 100% do torque prescrito. Use uma chave de torque calibrada. Os valores típicos para flanges revestidos com PTFE são de 40 a 80 Nm, dependendo do tamanho e da classe de pressão. Siga sempre a ficha técnica do fabricante do equipamento. Se o PTFE for apertado demais, ele será comprimido além do limite elástico e causará fluxo frio ou rachaduras na borda do flange. Aguarde 15 minutos após a passagem final e verifique novamente o torque. As juntas de PTFE assentam à medida que assentam. Não use chaves de impacto ou ferramentas pneumáticas em flanges revestidos.
A tubulação de processo pesado deve ser apoiada de forma independente em seus próprios suportes de tubos ou suportes de mola, de modo que seu peso morto não fique pendurado nos bicos do trocador. O bico nada mais é do que uma extensão do fino revestimento de PTFE e não é uma âncora estrutural. Forneça laços de expansão ou juntas de expansão tipo fole ou mangueiras metálicas flexíveis nas linhas de entrada e saída. Esses elementos absorvem o crescimento diferencial (geralmente 3-6 mm/m de trecho de tubo) sem entregar qualquer impulso axial de volta ao trocador. Mantenha os elementos flexíveis próximos ao bocal, mas a jusante da primeira válvula de isolamento, para que fiquem acessíveis para manutenção. Uma boa regra é deixar um espaço de 5 a 10 mm entre o invólucro do trocador e qualquer parede estrutural fixa de aço ou concreto. Este espaço permite o crescimento térmico total sem ligação.
Faça todas as conexões e verifique o alinhamento a frio antes de introduzir fluidos de processo. Risque ou marque locais de referência nos bicos e nos tubos adjacentes. Meça a folga e o paralelismo com o sistema à temperatura ambiente. Em seguida, meça novamente-quando o aparafusamento estiver concluído e os suportes estiverem fixados. Qualquer alteração maior que 1 mm mostra deformação residual. Afrouxe os flanges, reajuste-os suportes e repita até que a tensão zero seja indicada. A última verificação é a apólice de seguro do instalador contra tensões ocultas.
A instalação mecânica adequada e o alinhamento da tubulação evitam rachaduras por tensão e vazamentos." A expansão térmica é uma consideração para a vida útil do trocador de calor de PTFE. Somente no caso em que o revestimento de PTFE tem melhor desempenho-na compressão-, isso acontecerá quando o trocador for colocado em suportes deslizantes, os bicos forem alinhados sem força, as juntas forem escolhidas e apertadas corretamente e a tubulação puder se expandir. O resultado são anos de serviço-livre de vazamentos, e não quebra prematura. A hora extra gasta em cuidado nivelamento, suportes deslizantes e conexões flexíveis compensam em tempo de atividade e segurança muito além do esforço inicial no final.