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.
Ir. Lammert Brantsma, EWE
Scheurvorming in pijpplaten
Pijpenwarmtewisselaars zijn globaal samengesteld uit twee op enige afstand van elkaar liggende pijpplaten met daartussen pijpen. Deze pijpen worden in de gaten in de pijpplaten geschoven en daarin vastgerold, opgetrompt en/of gelast. Om de zo ontstane pijpenbundel wordt vervolgens een mantel aangebracht met daarin een in- en uitstroomopening.
Regelmatig wordt Schielab geconsulteerd en geconfronteerd met scheurvorming in roestvast stalen pijpplaten,
soms doorlopend in de pijp/pijpplaatlassen. Diverse malen is vastgesteld dat de oorzaak van het scheuren van met water gekoelde wisselaars lag in het corrosiefenomeen chloride-spanningscorrosie, waardoor scheuren in zowel de lassen als de pijpplaat werden gevormd (zie afbeeldingen 1 en 2).
Afbeelding 1 Overzicht van, middels dye-penetrant onderzoek zichtbaar gemaakte scheurindicaties in een pijpplaat. Foto: Schielab b.v.
Afbeelding 2 Spanningscorrosiescheuren in pijp-pijpplaatlassen en in de pijpplaat van een warmtewisselaar....