Cosa sono le guarnizioni dello scambiatore di calore?

In termini semplici, guarnizioni dello scambiatore di calore sono componenti chiave installati tra le piastre metalliche di uno scambiatore di calore a piastre per sigillare, prevenire perdite e guidare il flusso del fluido. Sebbene non partecipino direttamente allo scambio termico, sono fondamentali per il funzionamento efficiente, stabile e senza perdite dell’intero sistema.

1. La funzione di Guarnizioni per scambiatori di calore

Sigillatura del nucleo: questa è la funzione fondamentale della guarnizione. Attraverso la sua deformazione elastica, riempie le minuscole irregolarità tra le piastre, formando una tenuta ermetica per impedire la miscelazione di due fluidi (come acqua calda e fredda, vapore e liquidi di processo) e per evitare perdite nell'ambiente esterno.

Canali di flusso guida: La guarnizione non è un semplice anello quadrato; ha progettato attentamente le aree di chiusura e aperte. Queste strutture determinano insieme il percorso del flusso del fluido tra le piastre, garantendo che i fluidi caldo e freddo scorrano alternativamente e in controcorrente, ottenendo così la massima efficienza di scambio termico.

Mantenimento dello spazio libero: lo spessore della guarnizione determina la dimensione dello spazio tra le piastre adiacenti; questo spazio è il canale del fluido. Uno spazio adeguato è fondamentale per mantenere una portata e una caduta di pressione ottimali.

Tampone e isolamento: le guarnizioni possiedono un certo grado di elasticità, assorbendo i piccoli spostamenti delle piastre causati da fluttuazioni di temperatura e variazioni di pressione, fungendo così da tampone. Allo stesso tempo, fungono da strato di isolamento elettrico tra le piastre, contribuendo a prevenire la corrosione elettrochimica.

2. Caratteristiche principali e classificazione

Applicazione basata sul materiale Le caratteristiche delle guarnizioni dello scambiatore di calore sono determinate principalmente dai materiali e dalla struttura.
Classificazione per materiale (questa è la selezione più cruciale):
Gomma nitrilica: uno dei materiali per guarnizioni più comunemente utilizzati, con eccellente resistenza all'olio e ai fluidi a base minerale, adatto alla maggior parte delle condizioni operative convenzionali come acqua, olio, acqua calda e vapore (tipicamente da -15°C a 130°C).
Gomma etilene propilene diene monomero (EPD): eccezionale resistenza al calore, resistenza all'ozono e resistenza all'invecchiamento, particolarmente adatta per acqua calda ad alta temperatura, vapore surriscaldato e alcuni mezzi chimici (come soluzioni alcaline e chetoni), con un intervallo di temperature di esercizio più ampio (fino a circa 150°C - 170°C). Gomma fluorurata: conosciuta come il "re delle guarnizioni", vanta un'eccellente resistenza alle alte temperature (fino a 200°C e oltre) e resistenza alla corrosione chimica, resistendo alla maggior parte degli oli, carburanti, solventi e acidi forti. Tuttavia, è estremamente costoso e viene utilizzato solo in condizioni estremamente difficili.
Hypalon: offre una buona resistenza ai gas acidi e ai mezzi ossidanti, comunemente utilizzato nelle applicazioni industriali che gestiscono cloro, anidride solforosa e altri mezzi simili.

Classificazione per metodo di installazione:
Incollaggio adesivo: il tipo più comune, che utilizza un adesivo specializzato per fissare saldamente la guarnizione alla scanalatura della guarnizione nella piastra. L'installazione richiede abilità, ma il fissaggio è affidabile.
Tipo a scatto: La guarnizione stessa ha una struttura a scatto, che ne consente il fissaggio diretto alla piastra senza adesivo. L'installazione e la sostituzione sono molto convenienti, riducendo notevolmente i tempi e i costi di manutenzione, rappresentando la tendenza moderna.

3. Manutenzione e sostituzione

Le guarnizioni sono le parti più vulnerabili degli scambiatori di calore che richiedono la massima attenzione e manutenzione.
Quando è necessaria la sostituzione? (Segni comuni)
Perdite visibili: si riscontrano perdite di fluido all'esterno dell'apparecchiatura o in corrispondenza dei collegamenti.
Miscelazione del mezzo: variazioni innaturali di temperatura o contaminazione tra i fluidi caldi e freddi all'uscita indicano un guasto della tenuta interna.
Invecchiamento delle guarnizioni: le guarnizioni si induriscono, perdono elasticità, presentano deformazioni permanenti da compressione, screpolature superficiali o perdita di adesione.
Manutenzione pianificata: sostituzione periodica preventiva in base al tempo di funzionamento dell'apparecchiatura, alla temperatura e alle proprietà del supporto.

Punti di manutenzione:
Pulizia: Quando si sostituiscono le guarnizioni, pulire accuratamente le scanalature delle guarnizioni sulle piastre per garantire che non rimangano residui di vecchio adesivo o sporco, garantendo l'effetto sigillante della nuova guarnizione.
Serraggio: Durante il montaggio dell'apparecchiatura, serrare i bulloni in modo graduale e uniforme secondo la coppia e la sequenza prevista dal produttore, evitando sollecitazioni unilaterali che potrebbero danneggiare la guarnizione o causare una tenuta non uniforme.
Conservazione: le guarnizioni di ricambio devono essere conservate in un luogo fresco, asciutto e buio, lontano da fonti di ozono (come i motori) e sigillate in sacchetti di plastica per rallentare il loro invecchiamento naturale.