رسوب گرفتگی در مبدل های حرارتی چه تاثیری می گذارد؟

به طور کلی می توان گفت ظهور پدیده رسوب گرفتگی منجر به پایین آمدن بازده حرارتی و بالا رفتن افت فشار می شود که ممکن است به خوردگی نیز بیانجامد و باعث از کار افتادگی مبدل های حرارتی شود؛ البته لازم بذکر است که در مواردی خاص نیز امکان دارد رسوب از نشتی حاصل از خوردگی جلوگیری نماید.

با توجه به هدایت حرارتی پایین این رسوبات، مقاومت حرارتی آنها زیاد می شود و با کاهش عملکرد مبدل حرارتی، بسته به مقدار نشت رسوب، تمیز کردن دوره ای آن ضرورت می یابد.

رسوب گذاری مبدل ها و اثرات آنها

رسوب گرفتگی که باعث بالا رفتن هزینه‌های مربوط به ساخت، نصب و نگهداری مبدل می‌گردد.

با مکانیزم‌های مختلفی اتفاق می‌افتد که این مکانیزم‌ها عبارت‌اند از:

• رسوب ذرات محلول : مانند سولفات کلسیم، سیلیکات سدیم، کربنات لیتیم که در این موارد افزایش دما میزان رسوب گذاری را افزایش می‌دهد زیرا باعث کم شدن فعالیت نمک‌ها می‌شود.
• رسوب مواد جامد: نظیر شن، ماسه که بر اثر وزنشان ته‌نشین می‌شوند.
• رسوب‌گذاری بر اثر واکنش شیمیایی: مانند سختی آب، تشکیل کک، پلیمریزاسیون، کرکینگ.
• رسوب‌گذاری بیولوژیکی: در این مکانیزم موجودات زنده به سطح تبادل حرارت می‌چسبند و تولید غشاهای چسبنده می‌کنند.
• رسوب گذاری انجمادی و رسوب کریستالی: بسته به نوع محلول و شرایط، افرادی که با مبدل‌های حرارتی کار می‌کنند ممکن است به این پدیده با اصطلاحات مختلفی اشاره کنند.

 یکی از رایج ترین موارد یعنی پوسته پوسته شدن، رسوب‌های جامد را توصیف می‌کند که حذف آن‌ها بسیار دشوار است. رسوبات نرم، گل و لای و یا پودری شکل، رسوبات متخلخل را توصیف می‌کنند.

رسوب کریستالی و رسوبگذاری انجمادی دو پدیده متفاوت هستند، اما یک نمودار ون دارند- مانند وقتی که صحبت از رسوبات مومی شکل (Wax) می‌شود.

هنگامی که هیدروکربن‌های مومی شکل در یک جریان داغ، در تماس با سطح سرد قرار می‌گیرند، رسوبات مومی می‌توانند در سطح انتقال گرما تشکیل شوند. این نوع لایه‌های ته‌نشین شده، ممکن است از نظر فنی رسوب کریستالی باشند اما بسیاری از مردم آن را رسوب انجمادی می‌نامند.

رسوب‌گذاری بر اثر خوردگی که بر اثر واکنش در سطح تبادل حرارت ایجاد می‌شود.

خوردگی، واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی بین یک ماده (معمولا فلز ) و محیط اطرافش می باشد که سبب تخریب ماده و تغییر خواص آن می شود و نوعی از خوردگی روی سطح خارجی رخ می دهد, مانند تخریب فولاد زنگ نزن در صورتی که لایه محافظ آن آسیب دیده باشد.

هنگامی که فولاد زنگ نزن 316 در معرض هوا قرار می گیرد لایه محافظ به سرعت تشکیل می شود .در صورتیکه فولاد زنگ نزن 316 در معرض شرایط نا مطلوب قرار گیرد خوردگی می تواند ناگهانی و به سرعت رخ دهد و سبب نشتی شود. این امر به علت تشکیل سلول گالوانیک بین اکسیژن و فلزات مبدل صفحه ای توسط کلرید ها می باشد. فولاد زنگ نزن در برابر چنین خطراتی حساس بوده و ممکن است خوردگی برای آن رخ دهد.

گفتنی است که  خطر خوردگی فولاد زنگ نزن توسط کلرید ها در درجه حرارت های بالا افزایش می یابد.

• رسوب‌گذاری بر اثر ساییدگی: سایش از سطح یک جسم توسط جریان یک سیال که حاوی ذرات می باشد, ساییدگی و یا خورندگی مکانیکی نامیده می شود .

سرعت بالا معمولا علت اصلی ساییدگی می باشد و انسداد جریان معمولا سرعت های موضعی بالا ایجاد می کند . در مبدل های حرارتی صفحه ای واشردار ساییدگی در منطقه گلویی ورودی و ناحیه ی توزیع به وجود می آید. درموارد حاد, پورت ورودی صفحه ساییده و باعث نشتی می شود. برای جریان های دو فاز این پدیده به علت سرعت بالای حاصل از چگالی کم متدوال است. در حالت کلی سایش به سرعت سیال یک فاز یا دو فازی بودن جریان, خواص سیال, خواص ماده و استحکام بستگی دارد.

 یک شیوه متداول برای جلوگیری از ایجاد سایش, حذف ذرات ساینده از سیال منتقل کننده حرارت به کمک فیلتر کردن می باشد و در طول طراحی مبدل های حرارتی صفحه ای باید به سرعت سیال در پورت ورودی و منطقه گلویی صفحات توجه کرد و از ایجاد مناطق سرعت بالا اجتناب کرد .

• فرایند رسوب زدایی مبدل‌های حرارتی کاملاً تخصصی می باشد و نحوه و روش آن بستگی به عواملی همچون نوع مبدل، نوع و میزان رسوب، میزان سختی رسوب، جنس و ضخامت لوله و … (دیگر عواملی که ممکن است در روند عملیات محدودیت ایجاد کنند) دارد .