La amenaza de las micro-fugas
Un tubo intercambiador de calor de PTFE con un orificio de 0,1 mm deja escapar condensado de vapor en un baño de niquelado a 2 mililitros por minuto. La fuga es demasiado pequeña para afectar notablemente el nivel del baño. La presión del vapor se mantiene estable. El controlador de temperatura compensa sin alarma. La fuga continúa sin ser detectada durante semanas.
La contaminación acumulada degrada lentamente el rendimiento del baño. Los aditivos orgánicos se hidrolizan. Se acumula cloruro del condensado. El consumo de abrillantadores aumenta. La apariencia del depósito se deteriora gradualmente. Cuando el problema llega al intercambiador de calor, cientos de litros de solución de baño requieren tratamiento o reemplazo.
Las pruebas de caída de presión detectan este tipo de micro-fugas antes de que causen daños al proceso. La prueba es simple, no requiere equipo especial más allá de un manómetro y válvulas de aislamiento, y puede realizarse durante paradas de mantenimiento programadas.
El principio de la prueba de caída de presión
La prueba aísla el haz de tubos de PTFE del suministro de vapor y del retorno de condensado, lo presuriza con aire comprimido o nitrógeno y monitorea la presión a lo largo del tiempo. Una caída de presión indica una fuga. La tasa de caída de presión se correlaciona con el tamaño de la fuga.
El haz de tubos se presuriza a una presión de prueba especificada, normalmente de 1,1 a 1,5 veces la presión de funcionamiento normal. La válvula de suministro está cerrada. El manómetro se observa durante un período de estabilización de 5-10 minutos para tener en cuenta los efectos térmicos: el gas se enfría después de la compresión, lo que provoca una pequeña caída de presión no relacionada con la fuga. Después de la estabilización, comienza el período de prueba. La duración típica de una prueba es de 15 a 30 minutos.
La caída de presión durante el período de prueba se compara con los criterios de aceptación. Un haz apretado muestra un cambio de presión insignificante. Un haz con fugas muestra una caída de presión continua y mensurable.
Tabla 1: Criterios de aceptación de la prueba de caída de presión para haces de tubos de intercambiadores de calor de PTFE
| Presión de prueba (barg) | Duración de la prueba (min) | Caída de presión aceptable (mbar) | Acción si se excede |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 15 | < 5 | Regresar al servicio |
| 1.5 | 15 | 5-20 | Volver a-probar; inspeccionar conexiones accesibles |
| 1.5 | 15 | > 20 | Aislar paquete; identificar el tubo con fugas |
| 3.0 | 30 | < 10 | Regresar al servicio |
| 3.0 | 30 | 10-30 | Volver a-probar; inspeccionar las conexiones |
| 3.0 | 30 | > 30 | Aislar; localizar y reparar fuga |
| 6.0 | 30 | < 15 | Regresar al servicio |
| 6.0 | 30 | 15-50 | Investigar |
| 6.0 | 30 | > 50 | Reparación antes de volver al servicio. |
Criterios para la prueba de aire comprimido seco. El volumen del haz de tubos afecta la sensibilidad a la caída de presión.-Los volúmenes más grandes muestran caídas de presión más pequeñas para la misma tasa de fuga. Los valores se aplican a volúmenes típicos de serpentín de inmersión de 10 a 50 litros.
Identificar el tubo con fugas
Cuando la prueba de caída de presión indica una fuga, el siguiente paso es identificar qué tubo del paquete tiene la fuga. Para intercambiadores de calor de PTFE con cabezales accesibles, se pueden aislar y probar tubos individuales.
El haz se retira del baño o el baño se drena por debajo del nivel del tubo. Cada conexión de tubo en el cabezal se inspecciona visualmente. Un tubo con fugas a menudo muestra decoloración, acumulación de depósitos o humedad en el punto de conexión. Los tubos sospechosos se tapan en un extremo y se prueban la presión-individualmente.
Para paquetes con cabezales no-accesibles, todo el paquete se presuriza y se sumerge en un tanque de agua. Las burbujas del tubo con fugas identifican la ubicación de la falla. Este método es definitivo pero requiere la extracción del haz del tanque de proceso.
Pautas de frecuencia de pruebas
Los nuevos paquetes de intercambiadores de calor de PTFE deben someterse a una prueba de caída de presión de referencia antes de la instalación. Esto establece la integridad-de fabricación y proporciona una referencia para pruebas futuras.
Las pruebas de rutina se realizan en intervalos de mantenimiento programados-anualmente para un servicio limpio, semi-anualmente para productos químicos agresivos o funcionamiento a alta-temperatura. Los tanques que procesan soluciones de alto-valor donde una fuga causaría una costosa pérdida del baño deben probarse con más frecuencia.
Las pruebas también están garantizadas después de cualquier evento que pueda dañar el paquete: impacto mecánico durante el mantenimiento, exposición al congelamiento, descarga del sistema contra incendios en tubos calientes o variaciones de la presión del vapor por encima de los límites de diseño.
Resumen
Las pruebas de caída de presión detectan micro-fugas en haces de tubos de intercambiadores de calor de PTFE antes de que contaminen los baños de proceso. La prueba presuriza el haz aislado y monitorea la caída de presión durante 15 a 30 minutos. Los criterios de aceptación dependen de la presión de prueba y el volumen del paquete.
Los tubos individuales con fugas se pueden identificar mediante inspección visual, prueba de tubos individuales o detección de burbujas sumergidas. La frecuencia de las pruebas de rutina depende de la gravedad del servicio y del costo de un evento de contaminación. Los nuevos paquetes deben probarse antes de la instalación para establecer una base.
Los procedimientos de ingeniería para las pruebas de caída de presión del intercambiador de calor de PTFE en instalaciones específicas están disponibles previa presentación de la configuración del paquete, la presión de funcionamiento normal, el valor del baño de proceso y las restricciones de acceso para mantenimiento.
