Come liberare un tubo in PTFE ostruito a causa di solidi polimerizzati?

Mentre i circuiti vicini continuano a funzionare normalmente, un singolo tubo in un fascio di scambiatori di calore in PTFE può improvvisamente diventare completamente cieco, mostrando un flusso dello 0%. Un blocco duro di materiale polimerizzato che si forma in una piccola area calda o in una zona stagnante all'interno del tubo è spesso la fonte piuttosto che incrostazioni o detriti. Il deposito, resistente alle tecniche di lavaggio standard, può somigliare a carbonio, resina indurita o residui di polimeri cotti. Il tubo ostruito deve essere ripristinato in sede mediante uno sforzo di pulizia controllato quando la sostituzione dello scambiatore non è fattibile o sarebbe troppo costosa.

Durante questa operazione, i tubi dello scambiatore in PTFE offrono un vantaggio significativo: la parete flessibile del tubo e il foro liscio e resistente agli agenti chimici consentono sia un pigging meccanico moderato che una pulizia aggressiva con solvente senza i rischi di corrosione associati ai sistemi di tubi metallici.

Comprendere come eliminare correttamente le particelle polimerizzate dei tubi in PTFE bloccati può ripristinare le prestazioni dello scambiatore evitando ulteriori tempi di inattività e la sostituzione del fascio tubiero.

Trovare il tubo bloccato
Il tubo bloccato deve essere identificato con certezza prima di poter iniziare la pulizia.

Verifica del flusso zero
Di solito, l'intestazione restituita viene prima isolata o disconnessa. Successivamente, mentre viene applicata la pressione di circolazione, viene esaminata l'eventuale presenza di variazioni di flusso in ciascuna uscita del tubo.

Di solito, un tubo intasato mostra:

Flusso di scarico nullo

diminuzione dell'equalizzazione della pressione

Ridotta reattività alla temperatura di uscita

Nessuna attività di lavaggio evidente

Nei fasci tubieri multi-, l'isolamento del tubo problematico impedisce al solvente di pulizia o alla pressione di bypass di passare nei circuiti circostanti.

Prima di iniziare qualsiasi processo di pulizia meccanica, è essenziale un'identificazione accurata.

Riconoscere la formazione di tappi polimerizzati
I depositi polimerizzati si formano frequentemente in circostanze che includono:

Surriscaldamento locale

Ristagno dei fluidi di processo

Rottura termica

Reazioni che coinvolgono l'ossidazione

Indurimento della resina

Evaporazione dei solventi

Il prodotto finale potrebbe essere qualsiasi cosa, da tappi duri carbonizzati a residui morbidi simili a gel-.

I tappi di carbonio duro potrebbero richiedere una combinazione di trattamento chimico e meccanico, mentre i depositi morbidi sono in genere più semplici da dissolvere chimicamente.

L'ostruzione di solito si sviluppa vicino a:

Aperture dei tubi

Punti di restrizione del flusso

zone riscaldate

Aree a bassa-velocità

Aree con scarsa trasmissione del calore

Fase uno: lavaggio con solvente-ad alta velocità
Pulizia con flusso inverso
Il primo tentativo di pulizia dovrebbe generalmente comportare una circolazione del solvente ad alta-velocità.

Il lavaggio viene eseguito nella direzione opposta del flusso del processo- quando possibile. Il flusso inverso riduce la probabilità che il materiale allentato si compatti ulteriormente a valle e aiuta a rimuovere i depositi dal punto in cui si sono accumulati inizialmente.

Selezione del solvente
Compatibilità chimica tra la soluzione detergente e:

Tubo in PTFE

Guarnizioni

Sigilli

Contenuto dell'intestazione

Componenti della pompa

Solventi tipici per i residui polimerici potrebbero essere:

NMP o N-metil-2-pirrolidone

DMSO o dimetilsolfossido

Detergenti alcalini che funzionano bene insieme

Quando accettabili, formule leggermente acide

Per aumentare l'efficacia della dissoluzione, il solvente viene solitamente riscaldato.

L'aumento della temperatura accelera la penetrazione chimica nel materiale polimerizzato e diminuisce la viscosità del deposito.

Movimento ad alta-velocità
Aumenta la velocità del flusso elevato:

Sforzo di taglio vicino alla superficie del deposito

Penetrazione del solvente

Erosione dei residui ammorbidita con mezzi meccanici

Il lavaggio con solvente a lungo termine- potrebbe essere sufficiente per ripristinare il flusso completo se l'ostruzione è costituita da materiale morbido o parzialmente indurito.

La tecnica può richiedere numerosi cicli di circolazione prima che si verifichi un miglioramento significativo.

Fase due: Pigging meccanico con hard plug
Quando la pulizia chimica non basta
I tappi carbonizzati duri o i materiali totalmente polimerizzati possono resistere anche a trattamenti con solventi severi.

In questi casi potrebbe essere necessario un pigging meccanico regolamentato.

Il maiale è un ariete leggermente violento.

Scegliere il maiale giusto
Tipicamente, un pig di pulizia compatibile con PTFE è costituito da:

PTFE morbido

Fluoropolimero adattabile

Materiali in plastica morbida

Componenti rivestiti con elastomeri

Il maiale deve essere sempre leggermente più piccolo del diametro interno del tubo.

Un blocco più grande del deposito iniziale potrebbe derivare dal fatto che un maiale più grande rimane permanentemente intrappolato all'interno del tubo.

Spingere il maiale attraverso il tubo
Il maiale viene inserito nell'ingresso del tubo e spinto in avanti utilizzando la pressione dell'acqua regolata o la pressione del solvente.

Il maiale viaggia meccanicamente attraverso il tubo mentre:

Disgrega i depositi induriti

I residui ammorbiditi vengono raschiati

rimuove i detriti dal foro del tubo.

L'adattabilità dei tubi in PTFE consente di effettuare questa procedura di pulizia senza mettere in pericolo la parete dello scambiatore.

Per ostacoli significativi possono essere necessari più passaggi di pigging.

Motivi per non utilizzare mai strumenti per la pulizia dei metalli
Evitare di graffiare la superficie in PTFE
Pig metallici, raschietti, aste di perforazione o strumenti di pulizia abrasivi non devono mai essere inseriti nei tubi dello scambiatore in PTFE.

Gli strumenti metallici possono:

Incidere la parete del tubo

Crea solchi permanenti

Aumentare la futura tendenza alle incrostazioni

Danni ai tubi a pareti sottili-

Introdurre punti di perdita

Per quanto riguarda la resistenza alle incrostazioni, il PTFE dipende principalmente dalle sue proprietà superficiali lisce e antiaderenti-, a differenza dei tubi metallici degli scambiatori di calore.

Queste qualità vengono danneggiate irreversibilmente una volta graffiate.

Utilizza solo strumenti per la pulizia non-metallici e morbidi.

Ripetere il ciclo di pulizia
Le ostruzioni gravi spesso richiedono più cicli alternati di:

Circolazione del solvente caldo

Periodi di immersione

Lavaggio al contrario

Pigging meccanicamente

Risciacquo finale ad alta-velocità

Ogni ciclo degrada progressivamente la struttura del deposito fino al ripristino del flusso completo.

In generale, l’energica forza meccanica non è efficace quanto la pazienza e l’avanzamento graduale.

Come procedere se il tubo non è liberato
Come ultima risorsa, tappare il tubo
Il tubo in questione può occasionalmente bloccarsi in modo permanente su entrambe le estremità se tutti i tentativi di pulizia non hanno successo.

Questa soluzione isola il circuito bloccato consentendo allo scambiatore di rimanere attivo.

Le conseguenze spesso includono:

lieve diminuzione dell’area utilizzata per il trasferimento di calore

Modeste variazioni nella distribuzione della pressione

Riduzione minima della capacità termica

Il collegamento di uno o più tubi potrebbe non influire in modo significativo sulle prestazioni complessive degli scambiatori di grandi dimensioni.

Questa è spesso una scelta migliore rispetto alla sostituzione dell'intero scambiatore.

Prevenire futuri blocchi polimerizzati
Gli interventi preventivi possono ridurre notevolmente il rischio di recidiva.

Tra le pratiche suggerite ci sono:

Mantenere un'adeguata velocità del flusso

Evitare le zone lente

Prevenire il surriscaldamento locale

Tenendo d'occhio le temperature di processo

Sistemi di lavaggio durante gli arresti

Rimuovere i residui reattivi il prima possibile

Frequenti regimi di pulizia con solventi possono anche aiutare a prevenire il lento accumulo di polimeri prima dello sviluppo di tappi rigidi.

I vantaggi del PTFE in situazioni di incrostazioni recuperabili
Rispetto ai materiali più rigidi o chimicamente reattivi, i tubi scambiatori in PTFE offrono numerosi vantaggi in termini di pulizia.

Tra i principali vantaggi ci sono:

Bassa-adesione, superfici lisce

Ampia compatibilità con i solventi

Resistenza ai detergenti aggressivi

Forma del tubo adattabile

Superfici che non si corrodono

Queste caratteristiche aumentano la possibilità che un tubo intasato venga recuperato con successo invece di essere abbandonato.

Insomma
Spesso è possibile riparare un tubo scambiatore in PTFE intasato a causa di particelle polimerizzate combinando il pigging meccanico controllato con la dissoluzione chimica. Molti residui polimerici possono essere ammorbiditi o sciolti mediante lavaggio ad alta-velocità con solventi caldi appropriati, mentre i depositi induriti possono essere rimossi fisicamente da pig morbidi non{2}}metallici senza causare danni alla parete del tubo in PTFE.

Un circuito guasto può spesso essere ripristinato al pieno flusso operativo mediante un approccio metodico volto a eliminare le particelle polimerizzate del tubo in PTFE bloccate, evitando costose sostituzioni dello scambiatore e prolungando la durata di servizio dell'apparecchiatura. Un recupero efficace richiede una valutazione approfondita della compatibilità dei solventi, della dimensione adeguata del maiale e di numerosi cicli di pulizia progressivi.

La storia operativa di un tubo spesso continua dopo la sua ostruzione iniziale.