Studija slučaja: Kako spriječiti ispade zbog curenja

15.07.2015

Da bi se postigao najbolji učinak brtvljenja, oblik brtve i svojstva materijala moraju odgovarati svrsi primjene. Iako brtva može izgledati identično originalu, možda neće imati ista svojstva kao Alfa Laval. I proizvodni proces i sastav komponenti gumene brtve su različiti. Stoga su provedena dva istraživanja brtvi od nitrilne gume (NBR) i etilen propilen gume (EPDM) kako bi se usporedila svojstva između neoriginalnih brtvi i originalnih brtvi korištenih na pločama dizajniranim za Alfa Lavalov pločasti izmjenjivač topline (PHE). Brtve su podvrgnute istim teškim uvjetima tipičnim za brtve u stvarnim radnim uvjetima. Rezultati su bili vidljivi nakon 3 mjeseca s NBR brtvama i nakon 6 mjeseci s EPDM brtvama.

Istraživanje

Pregled pečata uključivao je sljedeće:

• vizualni pregled sa slikovnom dokumentacijom,
• laboratorijsko ispitivanje svojstava materijala neiskorištenih plombi;
• testiranje na PHE gdje je procijenjeno:
• sposobnost brtvljenja tijekom vremena,
• deformacija brtvi ili kompresija (CS)
• analizu starenja i promjene tvrdoće materijala,
• jednostavnost odvajanja ploča tijekom servisiranja.

Alfa Laval dizajnira svoje brtve da osiguraju preciznu silu brtvljenja potrebnu za osiguranje funkcionalnosti brtvljenja i optimiziranje performansi pločastog izmjenjivača topline. Ako je lokalna brtvena sila premala, učinak i vijek trajanja pločastog izmjenjivača topline se smanjuju. Ako je sila prevelika, postoji velika opasnost od mehaničkih oštećenja, a brtva može popustiti zbog pritisaka i povišenih temperatura.

Nesukladnosti su otkrivene u sljedećim područjima:

Brtvljenje i kompresija
Ispitivanja brtvljenja provedena su u vrućim uvjetima (na 100°C) iu hladnim uvjetima (na 20°C), pri maksimalnom tlaku od 20 bara. Ispitivanje hladnog brtvljenja puno je teže na brtvama i odgovara stanju PHE pri gašenju, ali u stanju pod tlakom.

• Ispitivanja brtvljenja NBR brtvila provedena su nakon 33 i 84 dana rada na 140°C. Nakon 33 dana, PHE je razvio curenje na NBR brtvama dobavljača 2 i 3.
• Ispitivanja brtvljenja na EPDM brtvama vršena su svaki mjesec tijekom ispitnog perioda od 180 dana, na temperaturi od 165°C.

Na PHE s brtvama dobavljača 1 nakon 148 dana rada došlo je do curenja već pri tlaku od 4 bara. Odstupanje u brtvljenju pojavilo se kod dobavljača 2 nakon 52 dana. Na jedinicama s brtvama ugrađenim od dobavljača 3, bilo je nemoguće napuniti PHE vodom nakon 180 dana zbog curenja. Nakon 118 dana pojavilo se curenje na PHE s brtvama dobavljača 4. Originalne Alfa Laval EPDM brtve brtvile su do tlaka od 20 bara.

Starenje materijala
Normalna izloženost zraku uzrokuje starenje materijala brtve. Na Alfa Laval brtvama, samo su vanjski rubovi manje oksidirani, međutim, svojstva brtvljenja i kompresivnosti su u velikoj mjeri očuvana.

• Kod NBR brtvi nemoguće je procijeniti utječe li starenje na materijal zbog hidrolitičkog otvrdnjavanja brtvi dobavljača.
• EPDM brtve dobavljača neoriginalnih dijelova 1 i 2 imaju visoku stopu starenja. Brtve dobavljača 3 imaju istu stopu starenja kao Alfa Laval. Nakon 118 dana, brtve dobavljača 4 imale su oksidacijski sloj debljine 2 do 3 mm na gornjoj strani brtve i uz kanal brtve na donjoj strani.

Tvrdoća
Ovo svojstvo materijala bitno je za kompresivnost i funkciju brtvljenja brtve. Alfa Laval razvija svoje brtve s minimalnim odstupanjima u tvrdoći kako bi se osigurala odgovarajuća sila brtvljenja za određenu primjenu. To osigurava da brtve imaju optimalne performanse u svakom trenutku.

• NBR brtve sva tri dobavljača za naknadno tržište imale su tvrdoću blizu ili jednaku 100 IRHD i varirale su od +17 do +26 nakon 78 dana rada na 140°C u pari/vodi.
• Za EPDM brtve, dobavljači 1 i 4 nisu zadovoljili standarde tvrdoće nakon 180 dana rada na 165°C. Dobavljači 2 i 3 postigli su prihvatljive vrijednosti tvrdoće brtve.

Dijeljenje tanjura
Alfa Lavalovi PHE dizajnirani su za jednostavno i brzo otvaranje u svrhu čišćenja i održavanja. Njihova sposobnost odvajanja ploča ili pregrada ključna je za održavanje PHE u vrhunskom radnom stanju. Paneli koji su imali ugrađene NBR brtve od dobavljača 3 naknadnog tržišta nisu se mogli odvojiti.

Etikete
Svaka Alfa Laval brtva označena je bojom koja označava materijal brtve. Godina i tromjesečje proizvodnje utisnuti su na plombu, kako plomba stari, bilo da je u skladištu ili instalirana iu upotrebi. Ispravno označavanje ključno je za osiguranje odgovarajućih materijala, svojstava i otpornosti na medije.

Ekonomski učinci
Korištenje neoriginalnih brtvi nedvojbeno ima ekonomske učinke na rad Alfa Laval pločastih izmjenjivača topline i cijelog postrojenja. Korištenje neoriginalnih dijelova može utjecati na profitabilnost poslovanja na sljedeće načine:

• Češća zamjena dijelova. Zbog povećanog trošenja i grešaka zbog nekvalitetnih rezervnih dijelova, potrebno je češće mijenjati pločice i brtve, što je naravno povezano s troškovima.
• Kvar opreme. Korištenje neoriginalnih brtvi poništava vaše početno ulaganje u Alfa Laval PHE. Kvar opreme je skup. Na primjer, zamjena hladnjaka ulja titanskim pločama, vitalnim dijelom hlađenja morskom vodom, može koštati do 150.000 eura, ovisno o veličini jedinice.
• Prekid proizvodnje. Zastoji u proizvodnji vjerojatno su najskuplja posljedica korištenja neoriginalnih brtvi. To može varirati od nekoliko sati do nekoliko tjedana. Sat izgubljene proizvodnje na naftnoj platformi, primjerice, može stajati stotine tisuća eura, dok jednotjedni prekid u nuklearnoj elektrani može stajati čak milijun eura.

Zaključci
Brtve Alfa Laval proizvode se prema točnim tolerancijama i specifikacijama te pod strogom kontrolom kvalitete. Dokazano je da se ulaganje u to isplati.
Neoriginalni zamjenski dijelovi ne zadovoljavaju specifikacije originalnih dijelova, smanjujući učinkovitost PHE, smanjujući sigurnost radnika, vašeg postrojenja i okoliša.
Trošak korištenja neoriginalnih dijelova može imati neočekivan i značajan negativan utjecaj na troškove održavanja.