Warmtewisselaars RVS
Corrosie in chemische milieus
Bij warmte-overdrachtstoepassingen, zoals in het geval van warmtewisselaars, resulteert een hogere wandtemperatuur in hogere corrosiesnelheden dan zou worden verwacht aan de hand van de lagere temperatuur van de bulkoplossing. Deze en andere zaken vergen aandacht bij de keuze van een geschikt RVS-type.
Corrosiepreventie door het juiste ontwerp
Bij design van apparatuur is het van groot belang dat rekening wordt gehouden met een optimale executieve lasbaarheid. Zoals eerder vermeld heeft lassen veelal de voorkeur boven bout- en klinknagelverbindingen, vooropgesteld dat de lasverbindingen correct zijn uitgevoerd. Indien het optreden van spleetcorrosie is te verwachten dient een spleetvrije ‘full-penetration’ las te worden uitgevoerd.
Een merkwaardig aantastingsbeeld van Roestvast Stalen pijpen
Soms kan een aangetast voorwerp een wel heel afwijkend schadebeeld te zien geven, dat op geen enkele manier aansluit bij wat er zoals ter tafel komt. Voor degene die met het aangetaste object zit opgescheept betekent het toch al de nodige pijn in het hoofd, maar voor degene die de schadeanalyse uitvoert zijn dit soort gevallen de krenten in de pap.
Een tweede generatie zeewaterbestand superaustenitisch roestvast staal
De eerste generatie van superaustenitische 6Mo-staalsoor.ten zoals 254 SMO® zijn verder ontwikkeld tot een nieuw soort staal -654 SMO™ -waarin veel legeringselementen voorkomen die een zeer gunstige invloed hebben op de weerstand tegen lokale corrosie. 654 SMO werd vergeleken met andere roestvast-staaltypen en nikkellegeringen. Hiertoe werden proeven in verschillende soorten zeewater genomen. Uit alle onderzoeken bleek dat de nieuwe staal.soort superieur is aan het 6Mo-staal. In de meeste proeven kon het met de legering C-276 worden vergeleken. De meeste kans op corrosievorming in de onderzochte omstan.digheden bleek in een zeewatersysteem te zijn waarin aërobe en anaërobe gebieden naast elkaar voorkomen.
Gelaste roestvast stalen warmtewisselaar pijpen
Gelaste roestvast stalen pijpen en buizen worden gebruikt in verscheidene toepassingen waar hoge eisen worden gesteld aan betrouwbaarheid, sterkte en corrosie weerstand. De austenitische typen UNS S31254 en UNS N08904 en de ferritisch-austenitische typen UNS S32304, UNS S31803 en UNS S 32750 bezitten een hoge weerstand tegen corrosie. Sleutel tot het succes van deze staaltypen zijn de met behulp van de computer ontworpen chemische samenstellingen met nauwe grenzen voor elk legeringselement om niet alleen de eigenschappen te optimaliseren maar ook de fabricage en laswerk. Belangrijke factoren zijn lassen, warmtebehandeling en beitsen van de buisvormige producten.
Het aan beide zijden oplassen van een 250 mm dikke pijpplaat
Bronswerk Heat Transfer in Nijkerk is gespecialiseerd in het ontwerpen en fabriceren van warmtewisselaars, luchtkoelers en centrifugaalventilatoren. De toepassingen zijn niet alleen beperkt tot ongelegeerd, laaggelegeerd en hooggelegeerd staal maar hebben ook betrekking op bijvoorbeeld nikkel-en nikkellegeringen en duplex roestvast staal. Vijftig jaar ervaring en specialisme staan borg voor een kwaliteitsprodukt op maat. Recent is een warmtewisselaar in opdracht verkregen, waarbij een 250 mm dikke TT St E 355 pijpplaat aan beide zijden voorzien werd van een minimaal 8 mm dikke corrosievaste laag superduplex roestvast staal. Deze rapportage bericht over de eisen en de wijze van vervaardigen. Gebleken is, dat de gevulde draad Tetra-8 D 57 van Welding Alloys Nederland uitkomst bood om tot een economisch verantwoorde oplossing te komen, waarbij de chemische samenstelling aan de eisen voldeed.
Het optimaal beheersen van biofouling, corrosie en scalingvorming in warmtewisselaars
Corrosie vaste legeringen worden ingezet in de petrochemische en chemische industrie om het hoofd te bieden aan uiteenlopende agressieve productstromen. Er is een gradueel verloop van corrosie vaste legeringen, beginnend met de overbekende 304(L), tot aan exoten als Alloy 59 en het type C nikkellegeringen. In het volgende artikel wordt de toepassing van twee minder bekende typen RVS uitgelicht die vervangers/upgrades zijn van typen 304 en 316: de z.g. lean duplex staalsoorten en type 317 austenitisch staal.
Juiste keuze beperkt toekomstig falen warmtewisselaars Deel1
Warmtewisselaars zijn doorgaans onopvallende apparaten in een proces zolang ze het goed doen. Het is echter een veel besproken onderwerp zodra ze falen. En vaak heeft de oplossing verregaande consequenties op de plant lay-out door optreden van ruimtegebrek.
Materiaaleisen voor procesapparatuur in de voedingswarenindustrie
Bij het verwerken van voedingswaren worden tal van processen gevolgd die tezamen met de verwerkte voedingswaren elk hun eigen eisen stellen aan apparatuur en het materiaal waarvan deze apparatuur is vervaardigd. In vogelvlucht volgt hier een overzicht van een aantal veelvoorkomende processen alsmede van de eigenschappen van een aantal voedingsmiddelen.
Materialen voor warmtewisselaars
Er worden aan warmtewisselaars zeer uiteenlopende eisen gesteld. Zo moet het rendement optimaal zijn, de gebruiksduur zo lang mogelijk zijn, er mag geen verontreiniging van het produkt optreden als gevolg van corrosievorming, er mogen geen perforaties ontstaan die vermengen van het ene medium met het andere kunnen veroorzaken. Het apparaat moet niet te groot zijn, niet te zwaar. Kortom, de arme constructeur moet oordelen vellen die de wijsheid van koning Salomo te boven zouden gaan. Hopelijk vormt dit artikel een handreiking.
Materialen voor Warmtewisselaars
Warmtewisselaars zijn er in vele maten en soorten, en kunnen worden gemaakt van diverse materialen, voornamelijk metalen. Zo zijn er platenwisselaars of warmtewisselaars met bundels bestaande uit rechte, spiraalvormige pijpen of gevinde pijpen. Ieder type warmtewisselaar heeft zijn eigen specifieke voor- en nadelen en ook een eigen theoretisch maximaal vermogen van warmteoverdracht.
ODS-legeringen op ijzerbasis met verbeterde mechanische sterkte
Ontwikkelingen op het gebied van hoge temperatuur warmtewisselaars en andere toepassingen, vereisen hoge mechanische sterkte alsmede oxydatievastheid bij hoge temperaturen. Voor dat doel heeft Dour Metal Oxyde Dispersion Microforged {ODM)® materiaal ontwikkeld, een nieuwe serie door oxyde-uitscheidingen verstevigde oxyde dispersion strengthened ofwel ODS-Iegeringen op ijzerbasis.
Ontwikkelingen in RVS in de (Petro-)Chemie
Corrosie vaste legeringen worden ingezet in de petrochemische en chemische industrie om het hoofd te bieden aan uiteenlopende agressieve productstromen. Er is een gradueel verloop van corrosie vaste legeringen, beginnend met de overbekende 304(L), tot aan exoten als Alloy 59 en het type C nikkellegeringen. In het volgende artikel wordt de toepassing van twee minder bekende typen RVS uitgelicht die vervangers/upgrades zijn van typen 304 en 316: de z.g. lean duplex staalsoorten en type 317 austenitisch staal.
Ontwikkeling van een automatische inspectielijn voor warmtewisselaarplaten
Elke warmtewisselaar is min of meer een vastomschreven ontwerp waarbij een aantal factoren in beschouwing worden genomen, waaronder de in- en uitgangstemperatuur en -druk, stromingssnelheden van de vloeistoffen, de viscositeit, het corrosieve karakter van de vloeistoffen en nog zo het een ander
Problematiek rond het gebruik van roestvast staal in warmtewisselaars
Warmtewisselaars worden voor zeer uiteenlopende industriële processen toegepast en ze komen in aanraking met een veelheid aan milieus, die niet zelden corrosief blijken te zijn. Nog afgezien van de teruggang in warmteoverdragend vermogen, dat kan worden veroorzaakt door neerslagvorming van corrosieprodukten op het verwarmde oppervlak zal voortdurende corrosie tenslotte leiden tot algehele ineenstorting van het betreffende apparaat. Materialen voor warmtewisselaars dienen niet alleen op hun warmteoverdragend vermogen te worden geselecteerd, maar in geval van een corrosief milieu ook op hun corrosievastheid.
Reiniging van RVS warmtewisselaars, behoud en rendement
De goede corrosieweerstand van roestvast staal is vaak een doorslaggevende reden bij de keuze om een warmtewisselaar en andere procesapparatuur uit dit materiaal te construeren.
Rendementsverbetering bij warmteoverdracht
De Tornadoflow-buizen zijn aluminium geëxtrudeerde buizen voor gebruik in warmtewisselaars. Om deze buizen breed te kunnen inzetten, worden ze ook geleverd met een buitenmantel van roestvast staal. De aluminium buizen worden dan middels hydroexpanxie in de RVS-buis geperst waardoor er optimale warmteoverdracht kan plaatsvinden.
Schade voorkomen pijpenwarmtewisselaar
Bij de productie van diverse levensmiddelen worden warmtewisselaars toegepast. Er zijn qua ontwerp verschillende type warmtewisselaars, zoals pijp in pijpwisselaars, platen warmtewisselaars, zogenaamde kussenplaten en de veel toegepaste warmtewisselaars met een pijpenbundel. Selectiecriteria voor de toepassing van de verschillende typen warmtewisselaars zijn kostprijs, warmteoverdracht vermogen (koelend/verwarmend oppervlak), viscositeit van het te verwarmen/ koelen medium, inspecteerbaarheid en repareerbaarheid, mogelijkheden tot reiniging en voor de warmtewisselaar beschikbare plaats in een productieplant.
Soorten roestvast staal en hun eigenschappen
Compleet overzicht van de verschillende soorten Roestvast Staal en hun Eigenschappen. Gratis beschikbaar op ALURVS.nl! Teneinde de vele roestvast-staaltypen te onderscheiden zijn diverse classificatiesystemen in gebruik. Een van de bekendste is het door het Amerikaanse Iron and Steel Institute (AISI) opgestelde classificatiesysteem, dat gebruik maakt van een driecijferige code, eventueel aangevuld met een letter voor bijzondere chemische eigenschappen.
Spanningscorrosie in warmtewisselaars (deel 1)
Warmtewisselaars worden gebruikt voor het uitwisselen van warmte tussen twee stromen, meestal door te koelen met water of lucht of te verhitten met stoom. Er zijn echter andere varianten. De ontwerper krijgt meestal te maken met pijpenwarmtewisselaars, die een veelheid van buizen bevatten in een systeem van één tot vier passages door de romp. Pijpenbundels kunnen U-vormig zijn, met een enkele pijpenplaat, ze kunnen ook recht zijn met hetzij vaste hetzij bewegende pijpenplaten. Andere wisselaartypen omvatten plaat-en-frame- (dit zijn meervoudige secties, die aan elkaar zijn geschroefd) en spiraalvormige wisselaars. Ten slotte zijn er nog de platenwisselaars. Een probleem met alle wisselaars is de mogelijkheid van scheurvormende spanningscorrosie (in het vervolg afgekort tot SSC) veroorzaakt aan de stoom-of waterzijde tengevolge van de procesomstandigheden, of door stoffen die zijn voortgebracht door verontreiniging van het proces met stoom of water.
Spanningscorrosieschade in een warmtewisselaar
Chloridespanningscorrosie in roestvast staal is een veel voorkomend probleem. Ter voorkoming van de schade is het vaak voldoende één van de vier voor het ontstaan noodzakelijke voorwaarden uit te sluiten.
Spiraalvormige keerschotten in pijpenwarmtewisselaars
De huidige trend in procesontwerp vereist een hoge mate van warmteterugwinning en vraagt om de plaatsing van een veel groter warmtewisselend oppervlak dan vroeger gewoon was. Het bijplaatsen van nog wat warmtewisselaars in de processtroom resulteerde in hogere drukverliezen en een hoger pompvermogen. Dit is een allesbehalve economische oplossing. Er doen zich situaties voor waarin toevoegen van meer warmtewisselend oppervlak niet mogelijk is, in het bijzonder in het geval van het opknappen van bestaande apparatuur, waarbij de pompcapaciteit kan worden begrensd door de bestaande installatie, en eveneens als het oorspronkelijke ontwerp vanwege beperkte ruimte weinig mogelijkheden overlaat.
Super duplex roestvast staal voor warmtewisselaars
Duplex roestvast staal heeft in de loop der jaren de nodige verbeteringen ondergaan, met name op het gebied van de verwerkbaarheid en verdere verhoging van de weerstand tegen corrosie, en heeft inmiddels de status van super duplex roestvast staal verkregen.
Thermische vermoeiing in pijpenwarmtewisselaars
Tijdens bedrijf bestaan de mechanische belastingen op onderdelen veelal uit een combinatie van statische en wisselende componenten. Wisselende (trek)spanningen kunnen resulteren in een zeer plaatselijke plastische vervorming, waardoor er kans op vermoeiingsschade ontstaat.
Tweeslachtigheid in falen van een warmtewisselaar
Warmtewisselaars zijn er in vele maten en soorten, en kunnen worden gemaakt van diverse materialen, voornamelijk metalen. Zo zijn er platenwisselaars of warmtewisselaars met bundels bestaande uit rechte, spiraalvormige pijpen of gevinde pijpen. Ieder type warmtewisselaar heeft zijn eigen specifieke voor- en nadelen en ook een eigen theoretisch maximaal vermogen van warmteoverdracht.
Verlijmen van warmtewisselaars als alternatief voor (hard) solderen
Hardsolderen is een verbindingsmethode die al vele jaren wordt gebruikt om een warmtewisselaar te verbinden aan een eindstuk. De methode kent echter diverse nadelen ten aanzien van onder meer de gezondheid en veiligheid tijdens het soldeerproces zelf.
Vervormbaarheid van roestvast staal
Roestvast staal wordt in tal van uitvoeringsvormen van warmtewisselaars toegepast. Er wordt in dat soort gevallen een beroep gedaan op de weerstand van het materiaal tegen de milieus waarmee de betreffende warmtewisselaars in aanraking komen, waarbij de geringere warmtegeleidbaarheid op de koop toe wordt genomen. Het is dan ook een groot geluk dat roestvast staal zich zo makkelijk laat vervormen en verbinden. Toch zijn er een aantal aspecten die roestvast staal onderscheiden van koolstofstaal en daarmee moet bij de fabricage van warmtewisselaars terdege rekening worden gehouden. Hier zal de aandacht worden gericht op vervorming van roestvast plaatstaal ten behoeve van platenwarmtewisselaars.
Vervuiling in warmtewisselaars kost Nederlandse industrie €1.75 miljard per jaar!
Een beschikbare technologie voor verbetering van warmteoverdracht is die door bundels of keerschotten. Verder komen andere typen warmtewisselaars naar voren en het effect van vervuiling in warmtewisselaars.
Warmtebehandeling van roestvast staal
Alle austenitische RVS-typen kunnen worden blank-gegloeid in, of zuivere waterstof of gedissocieerde ammoniak, op voorwaarde dat het dauwpunt van de atmosfeer lager ligt dan -50°C. En de werkstukken bij het binnengaan van de oven, droog en angstvallig schoon zijn. De ovens die worden gebruikt voor blankgloeien dienen ook schoon te zijn, vochtvrij en dicht, wil men lage dauwpunten kunnen handhaven. Als er geen laag dauwpunt wordt gehandhaafd, dan vormt zich een dun groenachtig oxide op het werkstuk.
Warmteoverdracht bij verwerking van voedingsmiddelen (warmtewisselaars)
De meest voorkomende handelingen die worden verricht in een voedselverwerkend bedrijf zijn het verhitten en koelen van voedsel. In de moderne geïndustrialiseerde levensmiddelenindustrie worden gemeenschappelijke handelingen verricht zoals koelen, diepvriezen, thermisch steriliseren, drogen en verdampen. Deze gemeenschappelijke bewerkingen gaan gepaard met warmteoverdracht tussen een produkt en een verhittings-of koelingsmedium.
Warmtewisselaars, de spanning om te komen tot een oplossing
Warmtewisselaars bestaan veelal uit een vat met daarin platen of pijpen. Tussen deze onderdelen worden twee of meer van elkaar gescheiden ruimten gecreëerd. In en door deze ruimten worden dezelfde of volledig van elkaar verschillende media gevoerd die warmte aan elkaar moeten overdragen. In een aantal gevallen kan contact door deze media, denk bijvoorbeeld aan water en natrium, desastreuze gevolgen hebben.
Warmtewisselaars, de spanning om te komen tot een oplossing
Warmtewisselaars bestaan veelal uit een vat met daarin platen of pijpen. Tussen deze onderdelen worden twee of meer van elkaar gescheiden ruimten gecreëerd. In en door deze ruimten worden dezelfde of volledig van elkaar verschillende media gevoerd die warmte aan elkaar moeten overdragen. In een aantal gevallen kan contact door deze media, denk bijvoorbeeld aan water en natrium, desastreuze gevolgen hebben. De ontwerpen zijn dan ook afhankelijk van de media en de bedrijfsomstandigheden. Ontwerpcriteria zijn onder andere warmte-overdragend oppervlak, bedrijfstemperatuur, druk(verschil), media, materiaal en toelaatbaarheid van spleten. Maar ook in geval van een, op basis van bovengenoemde criteria, juist ontwerp kunnen nog problemen ontstaan als gevolg van de fabricagemethoden. In dit artikel wordt een veelvoorkomende vorm van corrosie in austenitisch roestvast stalen warmtewisselaars behandeld alsmede een wijze van testen van het ontwerp.
Warmtewisselaars: een inleiding
Als een ontwerper apparatuur kiest voor warmteoverdracht dient hij basisprocesvariabelen in beschouwing te nemen en daarnaast nog een veelheid aan andere factoren, zoals temperatuurspanningen, wanddikten van pijpen en omhulling, keerschottypen, pijpschikking en standaard pijplengten. Onder normale omstandigheden dient het mechanische ontwerp te voldoen aan eisen van de ASME of API-ASME veiligheidscodes of enige andere norm met betrekking tot veiligheid. In Amerika publiceert de TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers Association) standaarden over algemene ontwerpmethoden en constructiemateriaal voor pijpenwarmtewisselaars.
Warmtewisselaars in recirculerend-koelwater-service
Koelwater in de procesindustrie stroomt in vele gedaantes. Om een proceskoeler-warmtewisselaar te ontwerpen en resistente materialen te selecteren is een soms onderschatte taak. Hoewel de gevolgen in termen van directe gevaarzetting niet altijd groot zijn, is een koelwatercircuit wel een essentiële functie voor het proces en kunnen de financiële gevolgen van het down gaan van een fabriek groot zijn
Warmtewisselaars voor gebruik geothermische energie
Voor het opwekken van geothermische energie voldoet in principe een warmtewisselaar die tot op de bodem van de put wordt neergelaten. Deze warmtewisselaar bestaat uit een simpele U-vormig gebogen pijp, die wordt verbonden met het verwarmingssysteem van het huis of gebouw.