Прокладки для пластинных теплообменников: из чего они сделаны?

Пластинные теплообменники (PHEs) - это компактные устройства, которые передают тепло между двумя жидкостями через стеку тонких металлических пластин.В аПрокладный пластиновый теплообменник, каждая пластина имеет канавки, которые удерживают эластомерное уплотнение, и пластинки зажимаются вместе в раме.Такая конструкция заставляет две жидкости течь в переменных каналах (часто противотоком), максимизируя разницу температуры и эффективность теплопередачи.Прокладки предотвращают утечки и держат горячую и холодную жидкости отдельными.

ПЭИ используются во многих отраслях промышленности - отВВК Холодильник ихимическая обработка andПроизводство продовольствия / напитков.В гигиенических применениях (молочные продукты, пищевые продукты, напитки, фармацевтические продукты) уплотнения должны соответствовать строгим требованиям чистоты и стандартам FDA (пищевого класса).Выбор материала уплотнения влияет не только на уплотнительные характеристики, но и на долгосрочную надежность.Общие прокладки материалов включаютEPDM (этилен-пропилен-диен мономер),NBR (нитрило-бутадиеновый каучук), иViton® (фтороэластомер, ФКМ).Каждый из них имеет разные температурные пределы и химическую совместимость.

Роль прокладки в пластичных теплообменниках

Прокладки служат уплотнением между каждой парой пластинок.Когда жидкости входят в пластиновую упаковку через впускные порты, уплотнения обеспечивают, чтобы они оставались в своих правильных каналах и выходили через правильные выходы.Создавая плотное уплотнение, уплотнения сохраняют две жидкости полностью отдельными и предотвращают любое смешивание.Такое разделение имеет решающее значение: любая утечка или перекрестное загрязнение резко снижает тепловую эффективность и может испортить качество продукта.

Нитриловые / ЭПДМ / Витонные уплотнения для простого обслуживания.

Схема отрезанного пластинного теплообменника с прокладкой.Поменяющиеся красные и синие каналы показывают потоки горячей и холодной жидкости, разделенные эластомерными уплотнениями (темно-серыми) между каждой пластиной.Стока пластин зажимается болтами и поддерживается несущими стержками.

Помимо уплотнения уплотнители защищают края пластины от мусора и очистительных химикатов.Хорошо выбранный уплотнительный материал сопротивляется загрязнениям и коррозийным или кислотным растворам, используемым в процедурах очистки.По сути, уплотнения помогают поддерживать чистые проходы потока и продлевать срок службы оборудования, минимизируя техническое обслуживание и время простоя.Без надежных уплотнений пластиновый обменник быстро теряет эффективность или нуждается в частом внеплановом обслуживании.

Материал уплотнения пластичного теплообменника

Прокладки пластичного теплообменника обычно изготавливаются из одного из трех семейств эластомеров.Каждый из них выбирается исходя из жидкостей и условий, которые он должен выдерживать:

ЭПДМ (Этилен-пропилен-диен мономер) - EPDM - это синтетический каучук, цененный за его стойкость к теплу, воде и пару.В целом он может справиться с рабочими температурами от около -25 °C до примерно 150 - 180 °C. EPDM выдерживает горячую воду, паро, многие кислоты и щелочки (за исключением сильных окислителей), и даже озон или солнечный свет.Это делает его распространенным в горячей воде, паро низкого давления, холодильнике (гликольные петли) и санитарных (пищевые / молочные) процессах.Тем не менее, ЭПДМ подвергается нападкам нефтяных масел и органических растворителей - он будет раздуваться и ухудшаться при воздействии топлива.

NBR (нитрило-бутадиеновая каучук) - Нитрил (Buna-N) ценится за свою масло и топливную стойкость.Он остается стабильным и эластичным от примерно -15 °C до примерно 110 - 140 °C.Прокладки NBR обычно используются, когда жидкости включают в себя масла, топливо, смазочные материалы или водно-смешимые охлаждающие вещества.Они хорошо герметизируют в охладителях моторного масла, теплообменниках гидравлического масла и системах обработки топлива. NBR может обрабатывать горячую и соленую воду, но он разлагается в сильных кислотах и не выдерживает высокотемпературный паро.

Viton® (Фтороэластомер, FKM) - Витон - это премиум-резина с выдающейся термо- и химической стойкостью.Он переносит широкий диапазон (обычно -15 °C до около 180 °C).Прокладки Viton выдерживают сильные кислоты (например, серная кислота), каугические растворы (гидроксид натрия), углеводороды, топлива и высокотемпературные теплопередачивые масла.Они обычно используются на химических заводах, нефтеперерабатывающих заводах и везде, где технологические жидкости являются очень агрессивными.Недостатки Viton - более высокая стоимость и жесткость: его сложнее сжимать и требует более высокой зажимной силы.

На практике выбор прокладки часто следует средствам массовой информации:

Горячая вода или пар?Используйте EPDM.

Нефть или бензин?Использование NBR.

Очень сильные химические вещества или высокая температура?Используйте витон.

Соответствие материала уплотнения жидкостям предотвращает преждевременную деградацию и обеспечивает надежное уплотнение.

Технические соображения при выборе уплотнения

Конструкционные температуры и давление:

Каждый обменник имеет максимальные условия эксплуатации.Например, многие уплотненные ПЭ имеют температуру до ~ 180 °C и 36 бар.Материал уплотнения должен выдерживать максимальную технологическую температуру (с запасом безопасности).Верхний предел для EPDM составляет ~ 150 - 180 °C, для NBR ~ 110 - 140 °C и для Viton ~ 180 °C.Аналогичным образом, уплотнитель должен уплотняться под давлением системы; очень высокое давление (десятки бар) требует прочного эластомера, который не будет экструдироваться или утекать.

Химическая сопротивляемость и совместимость с очисткой Промышленные теплообменники часто подвергаются автоматической очистке с помощью сильных щелочек, кислот и моющих средств.Прокладки должны сопротивляться как технологическим жидкостям, так и очистительным агентам.ЭПДМ переносит многие щелочные очистители и мягкие кислоты, обычно используемые в очистительном растворе CIP, а также в паровых промываниях. NBR менее устойчив к щелочным / кислотным чистящим средствам и подвержен атаке растворителей. Viton может выдерживать практически все химические вещества CIP без повреждения.

Продовольственный класс и нормативные требования: В пищевых, молочных, напитковых и фармацевтических приложениях уплотнения должны соответствовать стандартам FDA или ЕС по контактным продуктам питания.Соединения EPDM и NBR пищевого качества (часто белые или сертифицированные черные каучуки) широко доступны и соответствуют требованиям FDA 21 CFR или правил ЕС.Специализированные витонные сорта (например, белый FKM, одобренный FDA) также предлагаются для санитарных услуг.Всегда проверяйте, что прокладка имеет необходимую сертификацию пищевой безопасности для предполагаемого применения.

Тепломаксическая и механическая стабильность: Прокладки являются эластомерами и со временем стареют, особенно при тепловом и механическом напряжении.Ключевые свойства включают в себя сжатие (постоянная деформация после зажима) и устойчивость к термическому старению.Эластомеры, такие как EPDM и Viton, сформулированы для хороших характеристик старения; NBR при высоких температурах может быстрее терять эластичность.Твердость (дурометр) также важна: типичные уплотнения PHE составляют около 60 - 75 Shore A.Форма прокладки (клип-он, полный лицевой и т. д.)должны соответствовать конструкции пластины и позволять надлежащему сжатию для уплотнения без экструзии.

Тщательно совпадая материал уплотнения с рабочим профилем (температура, давление, химические вещества и режим очистки), можно гарантировать, что уплотнение остается герметичным и что обменник работает эффективно.

Сопоставление материалов: EPDM vs NBR vs Viton

В таблице ниже сравниваются основные характеристики и применение трех распространенных уплотнительных материалов:

Сравнение типичных свойств и совместимости среды для уплотнительных материалов EPDM, NBR и Viton.

EPDM превосходит с горячей водой и паром (что делает его идеальным для ОВК или пастеризации продуктов питания),

NBR превосходит масла и топлива (обычно в автомобильных или гидравлических охладителях),

andViton обрабатывает агрессивные химические вещества и высокую температуру (используется на нефтеперерабатывающих заводах и химических заводах).Выбор материала, который соответствует технологическим жидкостям и условиям, предотвращает преждевременный отказ уплотнения и утечку.

Обеспечение эффективности и долговечности

Выбор правильного материала уплотнения имеет решающее значение для эффективной и долговечной эксплуатации.Правильно сочетаемая уплотнитель сохраняет свою уплотненность под давлением и теплом без быстрого разрушения.Например, использование ЭПДМ в масляном нагревателе приведет к его опухению и утечке; использование НБР с парами при температуре 150 °C приведет к его высыханию и трещине.Обе ошибки приводят к незапланированным отключениям и дорогостоящим ремонтам.

Когда прокладка совместима с жидкостями и очистительными химикатами, обменник работает на его расчетной емкости с минимальной утечкой и обслуживанием.Такие уплотнения выдерживают множество тепловых циклов и процедур очистки на месте, сохраняя при этом эластичность.Это позволяет минимизировать потери энергии (от утечек) и предотвращает перекрестное загрязнение жидкостей.Со временем выбор правильного уплотнения увеличивает время работы и увеличивает интервалы технического обслуживания.

Выберите правильный материал для уплотнения

Прокладки могут показаться незначительными частями пластичного теплообменника, но они необходимы для его функционирования.Запечатывая пластины, уплотнения обеспечивают компактную, высокоэффективную теплопередача, которую обеспечивают ПЭЭ.Правильный материал уплотнения зависит от применения: необходимо учитывать температуру, давление, химическую среду, процедуры очистки и нормативные требования.

При правильном выборе и техническом обслуживании пластичный теплообменник будет работать надежно и эффективно в течение многих лет.

Если вам необходимы дополнительные консультации и дискуссии, пожалуйста, не стесняйтесь обратиться к нам. Contact us.

Email: info@shphe.com

WhatsApp / Мобильный: 86 15201818405