Stoccaggio – Installazione funzionamento e Manutenzione degli scambiatori di calore

Questo manuale è stato preparato come un aiuto e una guida per il personale addetto alla manutenzione.

Leggetelo attentamente prima di installare uno scambiatore di calore allo scopo di assicurare una corretta installazione ed il miglior funzionamento.

Nota: prima di far funzionare questo apparecchio le condizioni di servizio e progetto devono essere controllate per assicurare la compatibilità coi materiali di costruzione. Se non siete sicuri dei materiali coi quali è effettivamente costruito lo scambiatore di calore contattate il nostro ufficio.

Il funzionamento soddisfacente di un apparecchio di scambio termico, la sua durata nel tempo, l’assenza di difficoltà operative sono in gran parte dipendenti da:

accurata progettazione termodinamica;
accurata progettazione meccanica;
corretto immagazzinamento prima dell’installazione;
schema di installazione includendo la progettazione della fondazione del piping;
modo di funzionamento;
accuratezza e frequenza della pulizia;
materiali attrezzi e sistemi usati nella manutenzione, nelle riparazioni e nella sostituzione.

Il mancato funzionamento può essere dovuto per lo più a una delle seguenti ragioni:

scambiatore sporco;
mancata rimozione dei materiali protettivi dopo l’immagazzinamento;
condizioni operative differenti da quelle di pro-getto;
presenza di aria o di gas nell’apparecchio;
collegamenti piping non corretti;
attivo accoppiamento tra le parti interne dovu-to alla corrosione;
applicazioni improprie.

STOCCAGGIO

Gli scambiatori di calore sono protetti contro l’azione degli elementi durante il trasporto. Se non possono essere installati e messi in servizio immediatamente dopo il loro arrivo nel luogo di lavoro, è necessario prendere alcune precauzione per prevenire il deterioramento durante l’immagazzinamento. La responsabilità per l’integrità degli scambiatori di calore è utilizzatore; la non è responsabile per danni corrosione o deterioramento degli scambiatori di calore durante l’immagazzinamento.
Le tecniche di immagazzinamento sono importanti se si considerano gli alti costi per la riparazione o la sostituzione e i possibili ritardi per apparecchi che richiedono tempi di fabbricazione molto lunghi.
Gli accorgimenti riportati di seguito devono essere considerati come un consiglio all’ utilizzatore al quale spetterà poi decidere se farne uso.

Alla ricezione dello scambiatore di calore ispezionatelo per scoprire eventuali danni dovuti al trasporto. Se il danno è evidente controllate l’efficienza dello scambiatore di calore. Se il danno è grave notificatelo immediatamente al corriere.
Se lo scambiatore di calore non viene messo immediatamente in servizio prendete precauzioni per prevenire corrosione o sporcamente.
Gli scambiatori di calore per olio, costruiti in materiale ferroso, vengono talvolta provati con olio presso la fabbrica. Comunque, l’olio residuo rimasto sulle superfici interne dello scambiatore di calore con olio adeguato o ricopriteli con un composto per la prevenzione della corrosione durante l’immagazzinamento. Questi scambiatori di calore hanno una grande decalcomania che indica che devono essere protetti con olio.
La scelta del sistema di conservazione delle superfici interne durante l’immagazzinamento dipende dalle esigenze del cliente. Speciali prodotti per la conservazione saranno incorporati nella spedizione fin dalla fabbrica solo qualora essi vengono specificamente ordinati.
Rimuovete ogni accumulo di sporco, acqua, neve o condensa prima di spostare lo scambiatore di calore dentro al magazzino. Se l’apparecchio non è stato riempito con olio o altri prodotti aprite i tappi di drenaggio allo scopo di rimuovere gli accumuli di condensa, quindi richiudete.
Gli accumuli di condensa solitamente indicano che la corrosione è gia cominciata e che devono essere intraprese delle azioni per porvi rimedio.
Immagazzinate, se possibile, in un area coperta e riscaldata. Il luogo ideale è al coperto in un am- biente asciutto in una atmosfera a basso tenore di umidità che sia chiusa per evitare l’ingresso di polvere, pioggia o neve. Mantenete la temperatura tra 20° e 40° (grandi variazioni di temperatura potrebbero causare danni alle parti di acciaio). Coprite le finestre per prevenire variazioni di temperatura causate dalla luce del sole. Disponete termometri e rilevatori di umidità nei punti opportuni e mantenete il tenore di umidità relativa pari al 40% o più basso.
Nei climi tropicali può essere necessario usare sistemi di deumidificazione per rimuovere l’umidità nel magazzino. Può anche essere necessario l’uso dei sistemi di condizionamento allo scopo di mantenere la temperatura desiderata all’interno del magazzino.
Ispezione frequentemente lo scambiatore di calore e i suoi accessori nel periodo durante il quale giacciono in magazzino. Istituite un registro dei risultati dell’ispezione e degli interventi di manutenzione effettuati.Un registro tipo dovrebbe includere, per ogni componente, per lo meno i seguenti punti:
- data;
- nome dell’ispettore;
- identificazione dell’apparecchio;
- posizione;
- condizione della verniciatura o della protezione;
- condizioni interne;
- presenza di condensa;
- presenza di sporco;
- interventi effettuati.
Se si evidenzia, attraverso decolorazione o leggera corrosione, il deterioramento della verniciatura, provvedete al ritocco o alla verniciatura. Se lo scambiatore di calore è verniciato con la ns.vernice standard, le zone intaccate possono essere pulite mediante abrasione e ritoccate con qualsiasi prodotto di buona qualità.
Gli scambiatori di calore verniciati con vernice speciale (quando ciò è specificato sull’ordine del cliente) possono richiedere tecniche speciali per il ritocco o la riparazione. Richiedete informazioni specifiche al produttore della vernice. Gli scambiatori di calore in acciaio verniciato non devono essere assolutamente corrodersi o deteriorarsi in un punto sottoposto a sollecitazione. Per contro, una leggera patina di corrosione sugli apparecchi in acciaio che verranno poi verniciati dopo l’ installazione, non è generalmente causa di problemi.
Se la protezione delle superfici interne durante l’immagazzinamento appare inadeguata conviene considerare ulteriori misure di prevenzione delle corrosioni e ispezioni più frequenti. La ricopertura delle superfici interne con appositi prodotti deve essere immediatamente restaurata al primo segno di ruggine.

PROGETTAZIONE DELLA MESSA IN OPERA

Sugli scambiatori di calore a fascio tubero estraibile prevedete spazio sufficiente sul lato fisso per permettere la rimozione del fascio tubero. Sul lato flottante prevedete lo spazio per permettere la rimozione dei coperchi e delle casse d’acqua dei fondi.
Sugli scambiatori di calore a fascio tubero fisso prevedete spazio sufficiente a un’ estremità per permettere la rimozione e la sostituzione dei tubi, mentre sull’altra estremità prevedete spazio sufficiente per la mandrinatura dei tubi.
Prevedete valvole e bypass nel sistema di piping, cosicché sia il lato tubi che il lato mantello possa- no essere bypassati e permettere l’isolamento dello scambiatore di calore per ispezione, pulizia e riparazione.
Prevedete opportuni strumenti per la pulizia come suggerito nel paragrafo manutenzione.
Prevedete pezzetti per termometri e manometri nel pipino a monte e a valle dello scambiatore di calore. Conviene che questi siano disposti il più possibile vicino allo scambiatore di calore.
Prevedete valvole di sfiato per lo scambiatore di calore sia nel lato dei tubi sia nel lato del mantello così che sia possibile prevenire o eliminare la formazione di bolle d’aria o di gas.
Prevedete adeguati supporti per il montaggio dello scambiatore di calore allo scopo di evitare l’assestamento dello stesso e la conseguente deformazione del piping.
La bulloneria per la fondazione deve essere fissata accuratamente. Nelle fondazioni in calcestruzzo, conviene disporre i manicotti per i tubi di almeno una misura superiori al diametro del bullone. Essi vanno fatti scorrere sul diametro del bullone, in modo da poter calettare il centro dopo l’assestamento della fondazione.
Installare appropriati controlli di livello per i liquidi, valvole di arresto, segnalatori di temperatura etc.
Prevedete strumenti per indicare qualsiasi malfunzionamento nel sistema di drenaggio della condensa (servizio gas o vapore) e prevenire l’allagamento dello scambiatore di calore.
Installate un tamburo di compensazione a monte dello scambiatore per prevenire danni dovuti a pulsazioni dei fluidi causata da pompe, compressori o altri apparecchi.
Non convogliate tutti gli scarichi su un unico collettore; ciò rende più difficile stabilire se lo scambiatore di calore sia stato completamente drenato.

MESSA IN OPERA

Se avete tenuto lo scambiatore in magazzino, ispezionatelo attentamente prima d’ installarlo. Fate attenzione che sia completamente pulito e rimuovete tutti i materiali di protezione a meno che l’immagazzinamento sia stato effettuato con lo stesso olio usato nel servizio o che la protezione sia solubile in esso. Se lo scambiatore di calore è stato provato dalla Tempco S.r.l. con olio, e il Vs.ordine di approvvigionamento non specificava altrimenti, l’olio usato e il TECTYL 754, un olio che facilmente solubile nella maggior parte degli oli lubrificanti.
Se lo scambiatore non è stato immagazzinato dopo la ricezione sul luogo di messa in opera, ispezionate come indicato nel paragrafo stoccaggio.
All’ atto della messa in opera livellate gli scambiatori e squadrate in modo di evitare la deformazione delle connessioni del piping.
Prima di collegare il piping ispezionate tutte le aperture dello scambiatore alla ricerca di materiale estraneo. Rimuovete tutti i tappi in legno e i cuscinetti anti urto disposti per il trasporto immediatamente prima dell’installazione. Non esponete le parti interne dello scambiatore l’ atmosfera poiché l’umidità o altri agenti contaminati potrebbero entrare nello scambiatore e causare gravi danni al sistema dovuti alla corrosione o al congelamento.
Dopo aver completato il collegamento con il piping,se le selle o i piedini sono fissati sullo scambiatore, allenate la bulloneria di un lato dello scambiatore per permettere la libertà di movimento. Nelle selle e nei piedini sono previsti fori opportunamente preparati per questo scopo.
Se il mantello dello scambiatore di calore è equipaggiato con un giunto di espansione, rimuovete i cuscinetti anti urto seguendo le istruzioni.

FUNZIONAMENTO

Assicuratevi che l’intero sistema sia pulito prima di iniziare il funzionamento; ciò allo scopo di prevenire l’intasamento dei tubi o dei passaggi lato mantello dovuto a corpi estranei. E’ raccomandato l’uso di filtri o vasche di decantazione nelle tubazioni a monte dello scambiatore di calore.
Prima di far partire il sistema aprite le connessioni per la ventilazione.
Fate partire il sistema gradualmente. Consultate la tabella 1 per le procedure di avvio e di arresto per la maggior parte delle applicazioni. Se avete dei dubbi rivolgetevi al più vicino ufficio Tempco S.r.l..
Dopo che il circuito è stato completamente riempito con i fluidi di esercizio e tutta l’aria è stata espulsa chiudete tutte le connessioni di ventilazione.
Serrate di nuovo i bulloni su tutte le giunzioni comprendenti guarnizioni dopo che lo scambiatore ha raggiunto le temperature d’esercizio allo scopo di prevenire rotture o cedimenti delle guarnizioni.

ATTENZIONE:
Uno scambiatore di calore è equiparabile a un serbatoio in pressione progettato per operare entro determinati limiti di pressione e di temperatura.
Il sistema che include lo scambiatore deve essere provvisto con valvole di sicurezza e controlli, affinché queste condizioni di progetto non siano superate.
Tutto il personale addetto alle operazioni deve essere posto a conoscenza di queste condizioni di progetto. In molti scambiatori circolano fluidi che sono irritanti o pericolosi per l’uomo. Questi fluidi potrebbero causare problemi se i collegamenti bullonati o filettati non fossero mantenuti opportunamente serrati alle condizioni ambiente e operative di pressione e temperatura. Se i fluidi non sono irritabili e pericolosi, una perdita renderà come minimo sdrucciolevole il pavimento sottostante.
Poiché uno dei fluidi nello scambiatore è a temperatura superiore ogni rottura potrebbe provocare scottature.
Non mettete in funzione lo scambiatore in condizioni di pressione o temperatura che eccedono quelle specificate sulla targhetta.
Conviene effettuare uno spurgo sia in avvio che in arresto negli scambiatori per servizio vapore allo scopo di evitare la erosione dovuta all’urto della condensa sulle pareti dell’apparecchio.
In fase di arresto drenate tutti i fluidi allo scopo di eliminare possibili cause di corrosione o congelamento.
Nel servizio occorre eliminare le pulsazioni dei fluidi così da ridurre le vibrazioni e aumentare la vita operativa dell’apparecchio.
In nessun caso nello scambiatore devono essere fatte circolare portate di fluido superiore a quelle indicate in fase di progetto. Portate eccessive possono provocare vibrazioni o danneggiare gravemente (per esempio a causa dell’ erosione) il fascio tubero.
Gli scambiatori che rimangono fuori servizio per lunghi periodi di tempo devono essere protetti contro la corrosione con gli accorgimenti indicati nel paragrafo immagazzinamento. Gli scambiatori che rimangono fuori servizio per brevi periodi di tempo e nei quali circola acqua devono essere attentamente drenati e se possibile asciugati con acqua calda.
Se ciò non è realizzabile l’acqua deve essere fatta circolare periodicamente all’interno dello scambiatore onde prevenire condizioni di acqua stagnante che possono in ultima analisi provocare corrosione.

TAVOLA 1 PROCEDURE CONSIGLIATE PER I TRANSITORI DI AVVIAMENTO E ARRESTO

Attenzione: Occorre assolutamente evitare di sottoporre lo scambiatore a shock termico e/o colpi d’ariete, poiché queste situazioni possono condurre a sollecitazioni superiori alla resistenza meccanica dello scambiatore o del sistema dove è installato.

NOTE GENERALI

In tutte le operazioni di avvio e di arresto i flussi dei fluidi devono essere regolati in modo da evitare shock termici, indipendentemente dal tipo di costruzione dello scambiatore di calore.
Per gli scambiatori di calore a fascio tubero fisso, dove il flusso lato tubi non possa essere interrotto, occorre disporre un by-pass nel sistema; il fluido lato tubi deve essere deviato prima dell’arresto del fluido lato mantello.

MANUTENZIONE

ATTENZIONE:
Non rimuovete i coperti delle casse d’acqua dei mantelli, delle teste flottanti o i fondi finchè all’interno degli scambiatori la pressione non è stata portata al livello ambiente e finchè sia il lato tubi che il lato mantello non sono stati completamente drenati.

Gli scambiatori puliti sono soggetti a sporcarsi, causa depositi di vario genere, a seconda delle condizioni di servizio. Una leggera patina di deposito su ambo i lati dei tubi riduce l’efficienza dello scambiatore.Un marcato incremento della perdita di carico e/o una riduzione del servizio svolto di solito indicano che è necessaria una pulizia. Poiché la difficoltà di pulire cresce rapidamente con lo spessore dello strato di deposito, gli intervalli tra due interventi di pulizia non devono essere troppo lunghi.
La mancata pulizia dei tubi può condurre all’ostruzione degli stessi. Il conseguente surriscaldamento o raffreddamento dei tubi ostruiti provoca danni dovuti al differente coefficiente di dilatazione dei mantelli e dei tubi.
Per pulire o ispezionare l’interno dei tubi, togliete solamente il coperchio delle casse d’acqua o il fondo a seconda del tipo di scambiatore di calore.

ATTENZIONE:
Poiché molti componenti mobili dello scambiatore, in particolare nelle misure maggiori, sono troppo pesanti per spostarli a mano, ponete molta attenzione, ad afferare questo peso nella maniera più opportuna ad evitare danni. Indossate copricapi e scarpe di sicurezza come richiesto.
Se lo scambiatore di calore è munito di anodi sacrifiziali (zinchi) sostituiteli come richiesto.
Per ispezionare o pulire l’esterno dei tubi può essere necessario estrarre il fascio tubero (ovviamente, solo qualora sia possibile)
Quando estraete i fasci tuberi dallo scambiatore per ispezionarli o pulirli controllate che non siano danneggiati da un afferraggio improprio. Il peso del fascio tubero non deve poggiare sui tubi ma deve essere sopportato dalle piastre tubiere o dagli opportuni supporti o da tasselli contornanti il fascio tubiero. Non afferrate i fasci tuberi con uncini o altri attrezzi che potrebbero danneggiare i tubi. Spostate i fasci tuberi su opportune selle o supporti, per estrarre i fasci tuberi mediante aste o cavi di acciaio, fate passare i cavi attraverso due o più tubi e fate in modo che il carico sia sopportato dalla piastra flottante. Le aste devono essere filettate da ambo le parti , dotate di dadi e fatte passare attraverso due piastre di appoggio in acciaio poste alle estremità del fascio. Fra le piastrine di appoggio e la piastra tubiera inserite un assicella di riempimento in legno dolce così da prevenire danni all’estremità dei tubi. Avviate bulloni ad occhio in acciaio in ambo le piastre di supporto per estrarre e alzare. Anche in questo caso occorre inserire un distanziale fra il cavo e la piastre flottante così da impedire danni all’estremità del tubo.

ATTENZIONE:
non inserite cavi o aste attraverso i tubi in uno scambiatore di calore con tubi AMATR AN.
Se uno scambiatore è rimasto in servizio per un lungo periodo senza essere smontato, può rendersi necessarlo l’uso di un martinetto per estrarre il fascio tubero. Usate una piastra di appoggio opportunamente dimensionata con un’asticella di riempimento, inserita tra la piastra tubiera e la piastra d’appoggio, in modo da proteggere l’estremità dei tubi.
Sollevate i fasci orizzontalmente mediante imbracature formate da lamiere flessibili a U e con delle alette di sollevamento attaccate all’estremità delle lamiere.
Non trascinate i fasci di tubi, poiché i deflettori potrebbero facilmente deformarsi. L’integrità dei deflettori è di fondamentale importanza per il buon funzionamento degli scambiatori di calore.
Di seguito sono riportati i carichi di sicurezza per le aste e i bulloni in acciaio
Di seguito suggeriamo alcuni metodi per la pulizia del lato mantello o del lato tubi. Il lavaggio mediante olio caldo, nel lato tubi o nel lato mantello produrrà l’effetto di rimozione della morchia o di depositi di questo genere. Gli strati di deposito a base salina possono essere lavati mediante circolazione di acqua dolce. Alcuni composti in commercio sono in grado di rimuovere depositi più tenaci. In ogni caso seguite le istruzioni del produttore.

ATTENZIONE:
Quando lo scambiatore di calore viene pulito è importante conoscere tutte le caratteristiche degli agenti sporcanti o pulenti e fare la massima attenzione nel maneggiarli secondo le istruzioni. Usate occhiali protettivi, e se necessario usate un autorespiratore.
Alcuni tubi hanno inserti o alettature longitudinali che possono essere danneggiate dalla pulizia con mezzi meccanici. Pulite questo tipo di tubi con netti chimici oppure consultate il nostro ufficio TEMPCO S.r.l. per una consulenza sul sistema di pulizia. Se il deposito è duro e i sistemi di cui sopra inefficienti pulite meccanicamente. Né l’interno né l’esterno dei tubi devono esser colpiti con attrezzi metallici. Se è necessario utilizzare degli scovoli essi non devono essere appuntiti onde non scalfire il metallo dei tubi. L’uso degli scovoli deve essere fatto con particolare attenzione per prevenire il danneggiamento dei tubi.
I tubi non devono essere puliti insufflando vapore in un tubo per volta. Ciò surriscalda il singolo tubo provocando espansione differenziale e di conseguenza cedimenti nelle mandrinature sulle piastre tubiere.
La procedura consigliata per la localizzazione dei tubi corrosi o dei cedimenti delle mandrinature è la seguente: rimuovete i fondi o le casse d’acqua quindi mettete in pressione il lato mantello dello scambiatore con un liquido freddo preferibilmente acqua.
Con alcuni tipi di scambiatori sarà necessario costruire un anello di prova per sigillare lo spazio tra la piastra flottante e il diametro interno del metallo quando si realizza il test del paragrafo (14).Consultate l’ ufficio tecnico TEMPCO S.r.l. per informazioni più dettagliate.
Per richiamare una mandrinatura usate, un opportuno utensile mandrinatore, evitando di espandere il tubo oltre la parte interna della piastra tubiera (1/8”). Non rimandrinate i tubi che non stiano perdendo poiché questa operazione assottiglia la parete del tubo.
Quando uno scambiatore di calore viene smontato conviene utilizzare guarnizioni nuove per il nuovo assemblaggio. Le guarnizioni finali infatti perdono elasticità con l’uso e non garantiscono la tenuta quando vengono riutilizzate di nuovo. Le guarnizioni metalliche si deformano durante le compressioni finali per cui non possono essere riutilizzate una seconda volta.
Quando lo scambiatore viene smontato frequentemente conviene sostituire la bulloneria degli accopiamenti. Conviene affidarsi a materiale che sia conforme alle specifiche ASME.

ATTENZIONE:
Non insufflate aria negli scambiatori quando i fluidi di processo, o quelli di pulizia, sono infiammabili.

IMPORTANTE

In nessun caso dovranno essere effettuate saldature sulle parti in pressione delle apparecchiature se non da saldatori TEMPCO.