O clique que alarma os operadores
Um trocador de calor de PTFE emite uma série de cliques ou estalos agudos durante os primeiros 10-15 minutos de aquecimento do vapor. Os sons originam-se de dentro do tanque, são audíveis em toda a área de produção e param quando o trocador atinge a temperatura operacional. Operadores não familiarizados com equipamentos de PTFE às vezes interpretam esses sons como tubos quebrando, quebra de suportes ou martelo a vapor danificando a bobina.
Na grande maioria dos casos, o clique é benigno. É uma consequência normal do alto coeficiente de expansão térmica do PTFE interagindo com as estruturas de suporte. No entanto, nem todos os cliques são inofensivos. Uma avaliação sistemática das características sonoras distingue o movimento térmico normal de condições anormais que justificam investigação.
O mecanismo-de deslizamento
O PTFE se expande aproximadamente 120 × 10⁻⁶/grau. Um tubo de 2-metros aquecido de 25 a 140 graus cresce aproximadamente 28 mm. Esta expansão deve ser acomodada deslizando através dos orifícios da placa de suporte. A superfície do tubo de PTFE, apesar do seu baixo coeficiente de atrito contra a placa de suporte, não desliza continuamente. Ele se move em um padrão stick-slip.
Durante a fase de aderência, a expansão térmica cria força de compressão no tubo. O tubo é restringido pelo atrito estático nos pontos de contato do suporte. A força aumenta até exceder o limite de atrito estático. O tubo então desliza repentinamente, liberando a energia elástica armazenada em um movimento breve e brusco. O movimento gera um clique audível quando a superfície do tubo se encaixa na borda do furo de suporte.
Esse-deslizamento é a assinatura acústica da expansão térmica. Ocorre durante o aquecimento-porque a temperatura-e, portanto, a expansão-está mudando rapidamente. Uma vez na temperatura constante, a expansão para e o clique para.
Tabela 1: Guia de diagnóstico de ruído do trocador de calor PTFE
| Característica de ruído | Tempo | Causa provável | Benigno ou Preocupante | Ação recomendada |
|---|---|---|---|---|
| Cliques nítidos, padrão aleatório | Primeiros 10-15 minutos de aquecimento | Vareta de expansão térmica-deslizamento nos suportes | Benigno | Nenhum; operação normal |
| Batidas rítmicas em intervalos regulares | Durante operação constante | Golpe de aríete causado por sedimentação de condensado | Preocupação | Verifique o purgador de vapor; verificar a drenagem de condensado |
| Ranger ou gemer contínuo | Durante o aquecimento-e o resfriamento- | Feixe de tubos movendo-se contra a estrutura | Benigno (se os suportes estiverem intactos) | Inspecione a condição do suporte na próxima manutenção |
| Assobio ou{0}}apito agudo | Durante operação constante | Vazamento de vapor na conexão ou furo | Preocupação | Inspecione quanto a vapor; teste de pressão |
| Um único estrondo alto seguido de um assobio contínuo | A qualquer momento | Ruptura do tubo | Emergência | Desligamento imediato; isolar e reparar |
| Chocalho ou zumbido | Durante a agitação | Vibração do tubo contra suportes | Preocupação menor | Verifique o espaçamento dos suportes; pode precisar de inserções de amortecimento |
Diferenciando-se do golpe de aríete
O golpe de aríete produz um som distintamente diferente do clique de expansão térmica. O martelo é rítmico-uma batida regular em intervalos de segundos a minutos-causada por balas condensadas impactando curvas ou acessórios. O martelo normalmente ocorre durante a operação constante, quando o purgador de vapor funciona mal e o condensado se acumula.
O clique térmico é aleatório no tempo-uma série irregular de cliques-e ocorre apenas durante a mudança de temperatura. Se o clique persistir durante a operação em estado-estacionário, não se trata de expansão térmica. Investigue problemas de drenagem de condensado ou componentes mecânicos soltos.
Um teste de diagnóstico simples: isole o fornecimento de vapor e deixe o trocador esfriar parcialmente, depois readmita-o vapor. Se o clique recomeçar durante a fase de reaquecimento e parar em temperatura constante, o som será uma expansão térmica. Se o clique continuar independentemente das mudanças de temperatura, o som terá outra origem.
Ao clicar em investigação de mandados
Cliques que se tornam progressivamente mais altos ao longo de semanas ou meses podem indicar aumento de atrito nos pontos de apoio. O aumento do atrito pode ser causado pelo acúmulo de incrustações na superfície do tubo no contato de suporte, pelo ataque químico que torna a superfície do PTFE áspera ou pela distorção da placa de suporte. O aumento do atrito significa que uma tensão maior está se acumulando antes de cada evento de escorregamento.
Uma inspeção durante a próxima manutenção programada deve examinar os orifícios da placa de suporte em busca de sinais de desgaste excessivo, as superfícies do tubo nos pontos de contato em busca de abrasão e as placas de suporte em busca de distorção ou ataque químico. Se o desgaste for avançado, as inserções ou placas de suporte poderão precisar de substituição.
Clique acompanhado de movimento visível do tubo-tubos que saltam visivelmente durante o clique-indica que o sistema de suporte não está restringindo adequadamente os tubos. O espaçamento entre suportes pode ser muito grande ou as placas de suporte podem estar desgastadas em folgas superdimensionadas. Essa condição deve ser corrigida na próxima oportunidade para evitar danos-por fadiga a longo prazo.
Resumo
Os ruídos de clique de um trocador de calor de PTFE durante o aquecimento-geralmente são de expansão térmica benigna-deslizamento à medida que os tubos deslizam através das placas de suporte. O som é aleatório no tempo e para quando o trocador atinge a temperatura constante. Este é um comportamento normal que não requer intervenção.
Batidas rítmicas, assobios contínuos ou cliques que persistem em temperatura constante indicam outros problemas-golpe de aríete, vazamentos de vapor ou desgaste excessivo do suporte-que exigem investigação. A tabela de diagnóstico acima fornece uma abordagem sistemática para classificar a fonte sonora.
O suporte de engenharia para avaliação de ruído do trocador de calor de PTFE está disponível mediante envio de características de ruído, tempo relativo à operação, gravações de áudio, se disponíveis, e quaisquer alterações de desempenho que coincidam com o início do ruído.
