La restricción de acceso a la grúa
Las plantas químicas están repletas de equipos. Los tanques están rodeados por tuberías, bandejas portacables, plataformas de acceso y recipientes adyacentes. Cuando es necesario reemplazar un intercambiador de calor dentro de un tanque, el acceso ideal es una grúa móvil colocada directamente encima del tanque para levantar el intercambiador viejo y bajar el nuevo. En muchas plantas, este ideal es imposible-no hay acceso de grúa a la ubicación del tanque. El punto más cercano al que se puede llegar con la grúa puede estar a 30 metros de distancia, a través de varios soportes para tuberías.
La alternativa es desmontar el intercambiador de calor en piezas lo suficientemente pequeñas como para pasar a través de la entrada del tanque y manipularse manualmente. Esto agrega días a la ventana de mantenimiento. Una mejor alternativa es un intercambiador de calor de PTFE diseñado para levantarse como un conjunto completo utilizando el pescante de entrada existente en el tanque-una pequeña grúa giratoria operada manualmente y montada permanentemente en la entrada para levantar bridas ciegas, actuadores de válvulas y otros componentes.
El enfoque de diseño liviano
Un intercambiador de calor de PTFE para un servicio de 50 kW pesa aproximadamente 35-50 kg completos-los tubos, los cabezales, el marco de soporte y todas las conexiones. Esto está dentro de la capacidad de un pescante de registro estándar, que normalmente tiene una capacidad nominal de 100-250 kg. El desafío del diseño no es la reducción de peso sino la integridad estructural: el marco debe ser lo suficientemente rígido como para levantarse desde un solo punto sin una deflexión excesiva que podría dañar las conexiones del tubo al colector.
El marco de soporte está diseñado como una armadura de elevación-una estructura liviana de PTFE o PVDF que distribuye la fuerza de elevación desde un punto de recogida central a múltiples puntos de fijación a lo largo del cabezal y las placas de soporte. Los miembros de la armadura están dimensionados para la carga de elevación con un factor de seguridad de 5 sobre el límite elástico del material a temperatura ambiente. El punto de recogida es una argolla de elevación de acero inoxidable recubierta de PTFE-fabricada integralmente en el miembro superior del marco.
Los tubos cuelgan del marco en su orientación operativa normal durante el levantamiento. Ninguna parte del haz de tubos soporta la carga de elevación. Los tubos están sostenidos por las mismas placas de soporte que los posicionan durante el funcionamiento. La carga de elevación la soporta enteramente la armadura del marco.
| Parámetro del marco de elevación | Especificación |
|---|---|
| Peso total del conjunto (servicio de 50 kW) | 35-50 kilos |
| Capacidad del pescante de acceso | 100-250 kg (típico) |
| Factor de seguridad en ascensor | 5:1 en límite elástico del material |
| Punto de recogida de elevación | Ojo central único recubierto de PTFE- |
| material de armadura | Secciones estructurales de PTFE o PVDF |
| Deflexión bajo carga de elevación | < 10mm at center |
| Eslinga de elevación | Honda redonda de poliéster; conexión de grillete al ojo del pico |
| Tiempo de instalación (completo) | 2-4 horas |
La secuencia de instalación
El intercambiador de calor existente (si lo hay) está desconectado de las tuberías de vapor y condensado en el exterior del tanque. Las conexiones de las tuberías en la pared del tanque son juntas embridadas accesibles desde el exterior del tanque. El intercambiador antiguo, si también es de construcción ligera de PTFE, se retira mediante el pescante. Si se trata de un intercambiador metálico pesado, es posible que sea necesario cortarlo en pedazos dentro del tanque y retirarlo por la entrada-como último recurso.
El nuevo intercambiador de PTFE está fijado al pescante con la eslinga de elevación unida al ojo del pico. El conjunto se levanta, se gira sobre la entrada y se baja a través de la abertura al tanque. La longitud de la eslinga se ajusta para que el intercambiador cuelgue en su orientación correcta. Un técnico guía el intercambiador hasta su posición en la entrada. Una vez que el marco de soporte aterriza sobre sus soportes de montaje dentro del tanque, la eslinga de elevación se desconecta y se retira.
Las conexiones de vapor y condensado se realizan en las bridas exteriores del tanque. El sistema se somete a pruebas de presión-. El tanque se llena y se calienta. Toda la instalación se realiza en un solo turno sin grúa móvil.
La verificación estructural
La armadura de elevación se analiza para determinar la carga de elevación estática más un factor dinámico de 1,5 para tener en cuenta la aceleración y desaceleración durante la elevación. El análisis verifica que la tensión en cada miembro de la armadura esté por debajo de la tensión permitida para el material y que la deflexión en el punto de recogida no cause que el haz de tubos entre en contacto con el borde de la entrada durante el paso.
Las conexiones de la armadura-uniones atornilladas o soldadas entre los miembros de la armadura-se detallan para transportar la carga de elevación a través de una ruta de carga definida desde el punto de recogida hasta la base del marco de soporte. Las conexiones redundantes en uniones críticas garantizan que ningún fallo de un solo sujetador pueda causar la pérdida de control de la carga.
Resumen
Se puede instalar y retirar un intercambiador de calor de PTFE liviano con un marco de armazón de elevación integrado utilizando el pescante de acceso existente en el tanque, lo que elimina la necesidad de acceso con una grúa móvil. El peso del conjunto de 35-50 kg para un servicio de 50 kW está dentro de la capacidad típica de un pescante. La armadura del marco distribuye la carga de elevación a múltiples puntos en el cabezal y las placas de soporte, sin que los tubos soporten carga. El diseño permite el reemplazo del intercambiador de calor en un solo turno en lugares inaccesibles para las grúas.
El soporte de ingeniería para el diseño del intercambiador de calor de PTFE instalable con entrada de acceso-pescante-está disponible previa presentación de las dimensiones de la entrada del tanque, la capacidad del pescante, la altura interna del tanque y los requisitos de servicio de calefacción.
