Manutenzione Scambiatore di Calore

La manutenzione e la pulizia periodica dello scambiatore sono necessarie per mantenere il macchinario in perfetto stato e garantire le migliori condizioni di funzionamento di uno scambiatore di calore.

Non tutte le manutenzioni sono uguali e richiedono lo stesso tempo. Le tempistiche di intervento variano a seconda:

• del tipo di fluido contenuto,
• dalle impurità o depositi presenti,
• dalle temperature di esercizio.

In questo articolo risponderemo alle domande più comuni sulla Manutenzione degli Scambiatore di Calore come ad esempio: Perché fare le manutenzioni agli scambiatori di calore? Quando fare le manutenzioni? Da chi devono essere fatte?

Manutenzione Scambiatore di Calore

La resa termica dello scambiatore che diminuisce o le perdite di carico del fluido che aumentano, sono sintomi che indicano che lo scambiatore di calore ha necessità di pulizia. All’aumentare dello spessore delle incrostazioni, aumenta anche la difficoltà della pulizia.

La mancata pulizia dei tubi ed il conseguente deposito di incrostazione possono provocare una differente resa termica tra i tubi, anche adiacenti, può provocare delle dilatazioni termiche differenti tra tubi con una possibile conseguente rottura.

È importante:

• Non smontare mai i coperchi del mantello o delle teste flottanti senza aver prima fermato l’impianto, tolto completamente pressione all’apparecchio e averlo svuotato.
• Utilizzare sempre adeguati mezzi di protezione individuale in base ai fluidi contenuti nello scambiatore di calore e, se necessario, arieggiare l’ambiente.
• Per pulire o ispezionare l’interno dei tubi, togliere solo i coperchi necessari dal lato tubi; per la pulizia all’esterno dei tubi è necessario procedere all’estrazione del fascio tubiero.
• Fare attenzione al fatto che non tutti gli scambiatori di calore sono del tipo estraibile; in tal caso, si procede solitamente con un lavaggio chimico, facendo circolare all’interno del mantello un prodotto che lavi le superfici. Leggi anche: Componenti dello Scambiatore di Calore

Perché eseguire la Manutenzione dello Scambiatore di Calore?

Uno scambiatore di calore è un’apparecchiatura particolare. Spesso è soggetto al controllo di enti esterni. La sua durata è calcolata per arrivare ad almeno dieci anni. È però soggetto a incrostazioni che ne possano ridurre sensibilmente lo scambio, e pertanto dovremo procedere con una periodicità stretta, che può andare da sei mesi ad un anno, ad eseguire una pulizia dei tubi interna ed esterna con semplici operazioni che comunque vengono indicate nel libretto di istruzioni.

Chi deve eseguire la Manutenzione?

Tutte le operazioni devono essere fatte da personale specializzato vista la pericolosità dell’apparecchiatura che ha un funzionamento ad alte temperature, a volte anche con il vapore o l’olio diatermico. Il personale specializzato si procurerà anzitempo ricambi originali per rimettere correttamente a nuovo l’apparecchiatura stessa.

Non pulire gli scambiatori di calore può portare ad un deterioramento ed un abbassamento del rendimento, ma può anche causare rotture che possono provocare danni a persone e cose. Pertanto, al di là di dover mantenere attiva la garanzia, e per rispetto delle normative vigenti, è importantissima la manutenzione di queste apparecchiature.

Ogni quanto fare la Manutenzione?

Vediamo le cadenze con le quali devono essere fatte queste manutenzioni.

• Ogni sei mesi deve essere fatta una pulizia ed un controllo del serraggio delle flange e delle tubazioni.
• Ogni anno o due anni al massimo deve essere fatta la pulizia interna ed esterna dello scambiatore.
• Ogni 10 anni deve essere fatta una prova di integrità che verrà eseguita in collaborazione con un ente esterno, ad esempio con l’INAIL in questi casi.

Troverete comunque tutti i dettagli e le operazioni da eseguire all’interno dei nostri libretti di manutenzione dove ci sarà uno spazio apposito per apporre la firma e la data della avvenuta manutenzione.

Individuare rotture o corrosioni nei tubi

Per individuare rotture o corrosioni nei tubi o perdite nei raccordi tra tubi a piastra tubiera, è consigliato adottare la seguente procedura:

• Rimuovere i coperchi dal lato tubi;
• Pressurizzare il mantello, senza superare la pressione massima di prova, utilizzando un liquido freddo;
• Osservare le mandrinature o le saldature dei tubi e le zone adiacenti, l’interno dei tubi e la piastra tubiera.

Per alcuni tipi di scambiatore di calore, è necessario utilizzare degli anelli e guarnizioni di prova.

Per ripristinare la tenuta di un tubo che presenta una perdita in corrispondenza del fissaggio sulla piastra tubiera, se la tenuta è effettuata tramite espansione del tubo, ripristinare la tenuta mandrinando il tubo, a volte dopo aver mandrinato un tubo che perdeva, si rende necessario mandrinare anche i tubi adiacenti, se la tenuta è mediante saldatura tra tubo e piastra, è necessario ripristinare la saldatura.

Tutte le suddette operazioni devono essere effettuate da personale competente e con attrezzature adatte.

In caso di smontaggio dello scambiatore di calore, al momento del rimontaggio, è opportuno sostituire le guarnizioni vecchie con guarnizioni nuove; le guarnizioni durante il montaggio vengono schiacciate e deformate e durante l’utilizzo tendono a diventare fragili.

Componenti della manutenzione dello scambiatore di calore

La manutenzione dello scambiatore di calore è quindi una componente fondamentale per garantirne un corretto funzionamento. Un corretto funzionamento di uno scambiatore di calore a fascio tubiero U, in base alle specifiche per il quale è stato progettato, incide direttamente sulla produttività e quindi sul costo di produzione del prodotto finito.

Purtroppo, tutti gli scambiatori, in base alla natura dei fluidi che lo attraversano, sono inclini a sporcarsi con un conseguente calo delle performance in termini di trasmissione del calore. Per diminuire l’impatto del decadimento delle performance sul costo del prodotto è necessario monitorare lo scambiatore e predisporre un’adeguata manutenzione scambiatore di calore a fascio tubiero U programmata.

Manutenzione Tubi

La manutenzione dello scambiatore di calore consiste nel mantenere puliti i tubi. La pulizia dei tubi internamente ed esternamente può essere effettuata, qualora i materiali lo consentano, con soluzioni disincrostanti; inoltre all’esterno dei tubi in caso di incrostazioni calcaree, può essere effettuata una pulizia meccanica, dopo aver estratto il fascio tubiero dal mantello.

Il fascio tubiero può essere facilmente estratto dopo aver smontato la testata.

Manutenzione Guarnizioni

Occorre aver sempre a disposizione una serie di guarnizioni di ricambio, da sostituire dopo gli interventi di manutenzione.

Manutenzione Rivestimento

Il rivestimento isolante è preferibile eseguirlo dopo l’installazione per evitare danneggiamenti durante il trasporto e la messa in opera.

Incrostazioni

Ecco un elenco delle principali tipologie di incrostazioni su cui ci si può imbattere:

• particolato;
• corrosione;
• materiale biologico;
• cristallizzazione;
• reazione chimica;
• congelamento.

Non è detto che l’incrostazione sia causata da un singolo meccanismo, in diversi casi si possono verificare più condizioni contemporaneamente; l’incrostazione tende ad aumentare nel tempo.

Infatti, la “Tabular Echanger Manufacrurers Association” raccomanda, in ambito di progettazione, di considerare un incrostamento ammissibile in modo tale da poter utilizzare lo scambiatore anche se leggermente sporco per bonificarlo il prima possibile.

Manutenzione ordinaria e programmata

Una manutenzione scambiatore di calore a fascio tubiero U permette di allungare la vita degli scambiatori e di continuare ad avere da essi le prestazioni per i quali sono stati progettati.

Una manutenzione ordinaria ben eseguita, consente nel lungo periodo anche di risparmiare, in quanto il costo è sicuramente minore rispetto a quello da sostenere in caso di interruzioni improvvise e straordinarie.

In alcuni casi, per le condizioni particolarmente critiche degli scambiatori o di alcuni loro componenti, sono essenziali interventi di manutenzione straordinaria.

Vantaggi Manutenzione Scambiatore di calore

Possiamo così riassumere i vantaggi di una corretta manutenzione:

• Prevenire l’insorgere di fori o tagli sulle superfici di scambio causati dalla corrosione;
• Mantenere efficiente lo scambio termico e quindi le temperature di progetto;
• Evitare l’aumento della perdita di carico dovuta alle incrostazioni o alla presenza di impurità.
• Perché è importante la manutenzione degli scambiatore di calore
• Perché è importante la manutenzione dello scambiatore di calore? Nulla è più disastroso di un’interruzione non prevista del lavoro. Fermare la produzione in un momento non programmato dell’anno, produce danni economici non indifferenti.

Nessuna interruzione

La manutenzione programmata dello scambiatore di calore può essere pianificata in modo da non interrompere la regolare produzione dell’azienda. Questo evita le perdite di produzione in caso di rottura provavate dell’interruzione non prevista dei macchinari.

Non c’è scampo. Le guarnizioni con il tempo invecchiano. Queste però se sostituite in tempo possono evitare di provocare perdite e quindi danni.

Si può formare dello sporco all’interno dei tubi. Lo strato di sporco ostacola il trasferimento di calore e peggiora le prestazioni. In molti casi la perdita di carico aumenta creando problemi al sistema di pompaggio.

Migliorerà l’efficienza dello scambiatori di calore.

All’interno dello scambiatore di calore si può verificare il deposito di materiale solido, trasportato da fluidi o prodotti di precipitazione come il calcare.

Questo intasamento dei tubi porta ad una riduzione del coefficiente di trasferimento del calore e, in conclusione, ad una peggiore prestazione dello scambiatore stesso

Aumenta la vita del macchinario

La manutenzione programmata dello scambiatore di calore aumenta la durata della vita. Questo perché più difficilmente, con un corretto uso, il macchinario andrà incontro ad una rottura imprevista.