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May 07, 2023

Leck

Zur Leseliste speichern Veröffentlicht von Angharad Lock, Digital Assistant Editor World Fertilizer, Donnerstag, 2. Februar 2017, 10:52 Uhr

Aufgrund der zyklischen Natur des von Rohrbündelwärmetauschern verarbeiteten Temperaturbereichs haben Ingenieure eine schlechte Leistung, insbesondere im Hinblick auf Leckagen, in Kauf genommen. Verfügbare Dichtungsoptionen waren bisher nicht in der Lage, über das gesamte Temperaturspektrum effektiv zu funktionieren, was dazu führte, dass Anlagenbetreiber Prozesse zur Eindämmung von Leckagen einleiteten, anstatt die Grundursache angehen zu können.

Als internationaler Hersteller von Industriedichtungen produziert und liefert Flexitallic seit vielen Jahren Umfangs-, Rohrboden- und Schwimmkopfdichtungen für den Einsatz an Rohrbündelwärmetauschern. Aus diesem Grund sind die Anwendungsingenieure von Flexitallic mit den offensichtlichen Eigenheiten vertraut, die mit der Dichtungsleistung einzelner Wärmetauscher einhergehen, und haben eine Lösung der nächsten Generation entwickelt, die diese Probleme nun nachweislich angeht.

Rohrbündelwärmetauscher sind in vielen Branchen weit verbreitete Prozessausrüstungsgegenstände. Abhängig von der Art und Weise, wie sie betrieben werden, können Wärmetauscher erhebliche technische Herausforderungen hinsichtlich der Erzielung einer leckagefreien Dichtungsleistung darstellen. Schwankungen der Axiallast und radiale Schereffekte, die durch thermische Übergänge an den Rohrbodenflanschen beim Anfahren oder im Normalbetrieb entstehen, können erhebliche Auswirkungen auf die Dichtungsleistung haben.

Zusätzliche Faktoren wie die verfügbare Dichtungslast, die durch die Konstruktion des Wärmetauschers bedingt ist; verfügbarer Platz; das Vorhandensein von stresserzeugenden Noppen; Auch die einfache Zugänglichkeit und Installation kann einen Einfluss auf die Dichtungskonstruktion haben.

Beispielsweise können Prozesse in Düngemittelfabriken, an denen Wärmetauscher beteiligt sind, besonders anspruchsvoll sein, und die Ausrüstung ist oft alt und kann mit erhöhten Temperaturen, hohen Drücken und zyklischem Betrieb verbunden sein. Zusätzliche Anforderungen für eine verbesserte Anlageneffizienz und die Einhaltung von Emissionsvorschriften stellen immer höhere Anforderungen an die Dichtungsleistung.

Die von Flexitallic entwickelte neuartige Dichtung mit dem Namen Change™ bietet Vorteile gegenüber herkömmlichen Dichtungsarten, die häufiger in Wärmetauschern verwendet werden, wie Metallmanteldichtungen, Wellblechdichtungen, Spiraldichtungen und Kammprofildichtungen. Change™ bietet eine hervorragende, langfristige Dichtungsleistung, insbesondere bei Schraubverbindungen, die thermischen Transienten ausgesetzt sind.

Aufgrund ihrer langjährigen Erfahrung im Außendienst sind den Ingenieuren von Flexitallic die Mängel herkömmlicher Dichtungsarten bei problematischen Wärmetauscheranwendungen bekannt. Um solche Probleme anzugehen, wurden umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durchgeführt, die zur Produktion der Change™-Dichtung führten. Change wurde so konzipiert, dass es die optimale Kombination aus Steifigkeit und Elastizität aufweist und somit in der Lage ist, eine Hochleistungsdichtung unter Bedingungen langfristigen zyklischen Betriebs zu schaffen, wie sie beispielsweise bei anspruchsvollen Dichtungsanwendungen routinemäßig anzutreffen sind.

Der Herstellungsansatz für Change™ bestand darin, eine Dichtung aus einem Drahtband herzustellen und so sowohl maximale Fertigungsflexibilität als auch Kosteneinsparungen bei optimalem Materialeinsatz zu bieten. Der Streifen ist spiralförmig gewickelt; Das Profil und die Dicke des Streifens unterscheiden sich jedoch erheblich von denen, die bei der Herstellung der Spiraldichtung verwendet werden.

Der bei der Herstellung der Change™-Dichtung verwendete Drahtstreifen ist fünfmal dicker als der bei der Herstellung von Spiralwickeldichtungen verwendete Drahtstreifen. Infolgedessen entwickelte Flexitallic Spezialausrüstung, um die Herstellung von Change™ zu ermöglichen.

Beim Aufwickeln führen das einzigartige Profil und die erhöhte Dicke des Drahtes zu einer steifen und dennoch elastischen ineinandergreifenden Struktur mit erheblich verbesserten Handhabungseigenschaften im Vergleich zu denen einer Standard-Spiraldichtung. Durch die daraus resultierende steifere Konstruktion entfällt in vielen Fällen die Notwendigkeit, die Dichtungskompression zu kontrollieren, was den Einsatz in Anwendungen ermöglicht, bei denen der Platz begrenzt sein kann.

Während des Wickelvorgangs wird ein weiches Füllmaterial, beispielsweise Graphit, in die Dichtung eingearbeitet. Nach dem Aufwickeln ähnelt das resultierende Profil der Dichtungsflächen dem einer Kammprofildichtung. Beide Dichtflächen werden anschließend mit einer Schicht aus weichem Deckmaterial überzogen, was für eine spannungsarme Abdichtung und eine gute Anpassung an schlecht bearbeitete Flanschoberflächen sorgt. Abhängig von den Prozessbedingungen können auch andere Materialien wie PTFE für den chemischen Einsatz und Thermiculite© für Hochtemperaturanwendungen verwendet werden.

Eine der größten Herausforderungen bei der Herstellung bestand darin, das Wickelband zu Beginn und am Ende des Wickelvorgangs dauerhaft zu fixieren. Das herkömmliche Widerstandspunktschweißen konnte aufgrund der erhöhten Drahtstärke nicht eingesetzt werden.

Die Schweißnahtintegrität in einer solchen uneingeschränkten spiralförmigen Dichtungsanordnung spielt eine entscheidende Rolle für die Aufrechterhaltung der Dichtungsintegrität. Nach umfangreichen Versuchen fiel die Wahl auf Hochleistungs-Präzisionslaserschweißen. Aufgrund einer im Vergleich zu herkömmlichen Schweißverfahren reduzierten Wärmeeinflusszone werden thermische Spannungen auf ein Minimum reduziert, was zu einer hochfesten Schweißnaht führt. Seit der Entwicklung und Einführung der Change™-Dichtung wurden 50.000 Stück ausgeliefert und werden derzeit in nicht standardmäßigen Verbindungen in Rohrbündelwärmetauschern auf der ganzen Welt eingesetzt, um die Herausforderungen zu meistern, mit denen die Industrie konfrontiert ist.

Geschrieben von Dene Halkyard, Flexitallic Ltd.

Lesen Sie den Artikel online unter: https://www.worldfertilizer.com/product-news/02022017/leak-free-integrity-in-shell-and-tube-heat-exchangers/

Das Granulationsverfahren von Casale wurde für das Recyclingprojekt von Xinjiang Xinji Energy ausgewählt.

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