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Fenomeni di corrosione negli scambiatori a piastre saldobrasati con rame

Durante il ciclo lavorativo di uno scambiatore a piastre saldobrasato, si possono verificare diversi tipi i corrosione.

Corrosione localizzata
Negli scambiatori di calore si possono formare cricche per causa di depositi o incrostazioni localizzate nei punti di contatto delle piastre.

Corrosione diffusa
La corrosione diffusa solitamente interessa il rame e non l’acciaio inossidabile, con una conseguente perdita delle caratteristiche meccaniche dello scambiatore stesso.

Corrosione galvanizzata
Il contatto metallico fra rame ed acciaio inossidabile con l’acqua di scambio,  può causare una corrosione del metallo più “elettronegativo”, in questo caso il  rame.

Corrosione da sforzo (stress)
La corrosione da sforzo può interessare l’acciaio inossidabile se sono presenti sforzi di tensione o pressioni pulsanti ad elevata frequenza, in assenza di sistemi di smorzamento.

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Evoluzione negli scambiatori di calore a piastre

Spesso mi capita di sentire banalmente che tutti gli scambiatori di calore sono uguali, in fin dei conti ci sono

  • un certo numero di piastre
  • un frame (struttura) di contenimento
  • una determinata superficie di scambio

ecc…

Se a grandi linee queste affermazioni mi possono trovare daccordo, la cosa non è così vera, quando cominciamo ad entrare nei dettagli costruttivi, facendo una analisi più attenta.

E’ a questo punto che possiamo notare delle differenze, soprattutto, quando paragoniamo piastre di nuova progettazione con piastre di generazioni precedenti.

Piastre di scambiattore di calore

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Guarnizioni e scambiatori di calore a piastre ispezionabili

Nel seguente video, si vedono chiaramente i drenaggi e la doppia guarnizione nella zona del bocchello, negli scambiatori di calore a piastre ispezionabili.

Come potete vedere la miscelazione tra i due fluidi (primario e secondario) è una possibilità veramente remota se non impossibile, nel caso di rottura di una guarnizione. Sempre e comunque si avrà una perdita visibile verso l’esterno dello scambiatore.

A meno che non ci sia una piastra bucata…ma questo è un altro paio di maniche.

Innevamento artificiale e torri evaporative

Inserisco di seguito il link ad un articolo che ho trovato molto interessante.

Onestamente parla poco di energia termica, ma sicuramente è interessante in quanto si parla fra l’altro dell’applicazione delle torri evaporative negli impianti di innevamento artificiale, ed ancora una volta si “tira in ballo” la pulizia e la manutenzione delle torri come causa di alcuni problemi di inquinamento batterico.

Innevamento artificiale.

Cogenerazione e raffreddatori evaporativi

Per un importante impianto di cogenerazione realizzato in Spagna, abbiamo fornito dei raffreddatori evaporativi a circuito chiuso.

L’utilizzo è dedicato al raffreddamento dell’acqua asservita ai condensatori.

Il cliente ha preferito la soluzione in circuito chiuso, in quanto non voleva inquinamenti o sporcamenti nelle tubazioni dei condensatori, parte delicata e strategica per la produzione di energia.

E’ importante sapere che per ogni grado di temperatura in più ai condensatori, si ha una diminuzione del grado di vuoto e quindi una conseguente dimninuzione della produzione di energia.

Sintomi della formazione di depositi

Trattamento delle acque di torre
1. Depositi di sali insolubili
2. Formazioni biologiche
3. Corrosione
4. Fanghi
5. Formazione di schiuma
Sintomi della formazione di depositi
Rimedi preventivi
Bilancio di concentrazione
Conclusioni


Lo spessore delle incrostazioni in uno scambiatore di calore si può valutare sia dall’aumento della perdita di carico nel circuito, che dalla diminuzione notevole della trasmissione del calore. La formazione di incrostazioni sullo scambio termico può essere esaminata attraverso diagrammi del tipo in figura.

tabella-3

Sistemi di pulizia chimica
Esistono disincrostanti a base organica impiegati specialmente per la dissoluzione dei depositi di calcare.
Altri prodotti contengono anche dei passivanti e possono essere adoperati per la disincrostazione di calcare in impianti costituiti da parti zincate.
Altri prodotti ancora attaccano depositi vecchi o pietrificati anche se contengono ruggine o inquinanti organici come alghe, fanghi, ecc.
Per combattere le alghe, in impianti nei quali si raffredda l’acqua per evaporazione, si usano prodotti specifici che non hanno un effetto corrosivo e non sono pericolosi all’uso.
Per la pulizia in circuito chiuso delle tubazioni o delle macchine è preferibile usare pompe speciali, compatibili con i prodotti disincrostanti, evitando così la perdita di tempo necessaria allo smontaggio degli impianti da pulire.

Trattamento preventivo dell’ acqua
Per la stabilizzazione della durezza e, allo stesso tempo, per la protezione dalla corrosione degli impianti, si possono aggiungere all’acqua vari prodotti specializzati.
Vi sono prodotti utilizzabili fino a temperature superficiali di 250°C senza pregiudizio delle loro qualità.
Con sovradosaggio si possono staccare depositi di ossidi o di calcare già esistenti sugli impianti; con sottodosaggio si evita la formazione del calcare in forma cristallina ma si formano dei fiocchi eliminabili dal circuito mediante uno spurgo.
E’ necessario impiegare prodotti chimici non contenenti fosfati umidi, per non sollecitare lo sviluppo delle alghe e non disturbare la vita biologica negli scarichi.

Conclusioni

Trattamento delle acque di torre
1. Depositi di sali insolubili
2. Formazioni biologiche
3. Corrosione
4. Fanghi
5. Formazione di schiuma
Sintomi della formazione di depositi
Rimedi preventivi
Bilancio di concentrazione
Conclusioni

 

Tutto quanto abbiamo esposto serve all’installatore o all’utente per formarsi un giudizio circa gli inconvenienti e per evitare di creare situazioni non favorevoli al buon funzionamento degli impianti.
Al presentarsi di inconvenienti è bene rivolgersi ad una ditta specializzata, perchè consigli le opportune misure per prevenirli e fornisca i prodotti necessari agli interventi.

E’ bene, almeno una volta all’anno, far analizzare l’acqua del circuito e quella di reintegro per determinare almeno i seguenti valori:
– pH
– durezza totale (in ppm CaCO3)
– durezza temporanea
– solidi sospesi
– alcalinità totale

 

Testo tratto dal “Manuale del termotecnico” autore Nicola Rossi, editore Hoepli.

Rimedi preventivi

Trattamento delle acque di torre
1. Depositi di sali insolubili
2. Formazioni biologiche
3. Corrosione
4. Fanghi
5. Formazione di schiuma
Sintomi della formazione di depositi
Rimedi preventivi
Bilancio di concentrazione
Conclusioni

Il rimedio più efficace è quello preventivo in specie contro i depositi e le corrosioni. Questi comprendono:
a)    un appropriato disegno della torre;
b)    un’accurata scelta dei materiali

L’impiego delle materie plastiche nelle torri di raffreddamento è molto efficace per difendersi dalle corrosioni, in quanto resistono bene all’attacco chimico, fisico e microbiologico, oltre che ai reagenti impiegati per combattere questi inconvenienti.
Altro rimedio preventivo è quello di adeguare il trattamento dell’acqua alle condizioni effettive di funzionamento della torre, dopo averle attentamente rilevate e verificate (portata d’acqua e d’aria, temperatura, perdite per spruzzamento, spurgo, ecc., analisi dell’acqua di reintegro in particolare per quanto concerne il pH, la durezza calcarea, la durezza totale, i cloruri, l’alcalinità alla fenoftaleina e al metilarancio; in taluni casi è bene determinare anche i contenuti in silice fosfati e ferro).
Per queste determinazioni sono disponibili dei metodi normalizzati e anche dei semplici mezzi di prova utilizzabili da chiunque.
E’ bene ripetere periodicamente dei controlli sull’acqua in circolazione per valutare le condizioni del circuito e prevenire gli inconvenienti.

5. Formazione di schiuma

Trattamento delle acque di torre
1. Depositi di sali insolubili
2. Formazioni biologiche
3. Corrosione
4. Fanghi
5. Formazione di schiuma
Sintomi della formazione di depositi
Rimedi preventivi
Bilancio di concentrazione
Conclusioni

L’acqua nella sua caduta all’interno della torre, a causa della forte ventilazione, tende a disciogliere aria che forma poi delle bolle. Taluni contaminanti tendono a stabilizzare quelle bolle in modo tale che si forma una schiuma. La formazione di schiuma può provocare principalmente l’inattivazione delle pompe di circolazione per cavitazione e, inoltre, concentrare materiali tendenti a formare depositi.