Nella fattispecie, l’ordine proveniva da un importante costruttore di impianti di ossidazione anodica che opera sul mercato statunitense direttamente con una propria sede locale. Il cliente sta realizzando un impianto per un importante costruttore di aeromobili. Per termostatare le vasche di trattamento e di galvanica, il cliente nel progetto dell’impianto ha preferito fare ricorso alle piastre TCOIL in sostituzione di classici scambiatori a serpentino.

L’utilizzatore finale ha infatti la necessità di lavorare pezzi di grandi dimensioni, con l’esigenza di poter sfruttare completamente la sezione di ingresso delle vasche. La soluzione con TCOIL offre quindi il grande vantaggio di avere una sezione di ingombro decisamente inferiore in confronto agli scambiatori a tubo/serpentino.

Abbiamo quindi realizzato 20 piastre TCOIL di diverse dimensioni, avvantaggiandoci della grande flessibilità di design tipica degli scambiatori dimple jacket per adattare i sistemi di termostatazione alle vasche già progettate. Le piastre vengono alimentate da acqua surriscaldata per la fase di riscaldamento, mentre viene impiegata acqua refrigerata per il ciclo di raffreddamento.

Il materiale di costruzione delle piastre è AISI 316L con spessori maggiorati, per garantire resistenza delle piastre degli scambiatori a immersione all’ambiente di lavoro estremamente severo tipico degli impianti di ossidazione anodica, con presenza di acido solforico nei bagni galvanici.

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Per rendere l’alluminio resistente alla corrosione, il materiale viene allora trattato in bagni di ossidazione anodica, che genera una sorta di rivestimento chimico che rende l’alluminio resistente agli agenti atmosferici. Per questo vengono impiegati dai bagni elettro-chimici, o elettro-galvanici, al cui interno passa della corrente. Tramite un processo chimico galvanico viene quindi depositato uno strato duro di ossidazione anodica sulla superficie esterna dell’alluminio.

Vi sono diverse tipologie di ossidazione anodica, e l’ambito di cui Tempco si occupa è il raffreddamento di questi bagni. Essendo attraversati da una corrente, i bagni di anodizzazione subiscono infatti un riscaldamento. La loro temperatura va quindi mantenuta a circa 20-25° C, a seconda del tipo di ossidazione.

L’applicazione è semplice, ma c’è un problema: il liquido contenuto in questi bagni non è acqua, ma una soluzione di acido solforico, in bassa concentrazione al 20% circa, a seconda del tipo di ossidazione anodica. Il raffreddamento può quindi essere ottenuto con gruppi frigoriferi, oppure con acqua di acquedotto e scambiatori di calore.

Ma gli scambiatori devono essere costruiti con materiali speciali, onde garantire resistenza alla corrosione da acido solforico. Realizziamo quindi scambiatori a piastre tradizionali, in materiali che possono essere titanio o leghe alto legate di acciaio inossidabile. Oppure per il raffreddamento dei bagni di ossidazione anodica impieghiamo anche scambiatori a immersione TCOIL, anche in questo caso realizzati in leghe alto legate di acciaio inox.

Altra sfida posta da questo tipo di applicazione è la determinazione del carico termodinamico cui sono sottoposti questi scambiatori, cui dedicheremo un prossimo video.

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Il processo prevede l’impiego di un bagno galvanico, con soluzione acquosa in genere composta da acqua e acido solforico, con passaggio di corrente.

Nella fattispecie, abbiamo installato nuovi scambiatori con piastra lunga in modo da ottimizzare le temperature dell’acido. In questo modo, utilizzando una portata di acqua ridotta si ottiene comunque un ottimo raffreddamento dell’acido, in quanto permane a contatto con l’acqua di raffreddamento per più tempo.

Gli scambiatori che abbiamo realizzato per l’applicazione hanno una serie di esecuzioni speciali dedicate alle severe condizioni di lavoro tipiche dell’ossidazione anodica:

– guarnizioni speciali resistenti all’acido solforico (concentrazione al 18%)
– piastre in AISI 316 a elevato spessore
– connessioni rivestite in materiale anticorrosione

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Gli scambiatori di calore a piastre trovano impiego soprattutto nei seguenti settori:

• raffreddamento dei bagni galvanici
• riscaldamento dei bagni di sgrassaggio
• riscaldamento dei bagni di fosfatazione
• raffreddamento dei bagni elettrolitici

Nei bagni galvanici, spesso le soluzioni che vanno raffreddate, sono corrosive, contenendo acidi diluiti.

In queste applicazioni specifiche, si utilizzano piastre realizzate con materiali adeguati e resistenti alla corrosione.

Materiali costruttivi:

• piastre, AISI 316, AVESTA 254SMO, TITANIO, HASTELLPOY C276
• guarnizioni, EPDM, VITON

A livello di pressioni, non si superano mai le pressioni tipiche, PN10/PN16.

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