Η διαβρωτική εξάτμιση είναι μια από τις πιο απαιτητικές συνθήκες για τον βιομηχανικό εξοπλισμό εξαερισμού. Οι χημικές εγκαταστάσεις, οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων, οι γραμμές επεξεργασίας μετάλλων, οι μονάδες επεξεργασίας τροφίμων και τα συστήματα υγρού καθαριστή μπορεί να περιέχουν όξινη ομίχλη, αλκαλικούς ατμούς, χλωρίδια, διαλύτες ή υψηλά επίπεδα υγρασίας. Σε αυτά τα περιβάλλοντα, οι συμβατικοί ανεμιστήρες από ανθρακούχο χάλυβα μπορεί να αναπτύξουν σκουριά, διάτρηση, διαρροή και δομικές βλάβες πολύ πριν από την αναμενόμενη διάρκεια ζωής τους. Ως αποτέλεσμα, η χρήση ενός φυγοκεντρικού ανεμιστήρα από ανοξείδωτο χάλυβα γίνεται ολοένα και πιο πρακτική λύση για βιομηχανικά συστήματα εξάτμισης όπου η αντοχή στη διάβρωση και η συνεχής λειτουργία είναι σημαντικές.
Ωστόσο, η επιλογή από μόνο του ανοξείδωτου χάλυβα δεν εγγυάται την αξιόπιστη λειτουργία του ανεμιστήρα. Η ποιότητα υλικού, η σύνθεση αερίου, η θερμοκρασία λειτουργίας, η συμπύκνωση, ο σχεδιασμός της πτερωτής, η διάταξη του άξονα, η μέθοδος στεγανοποίησης και η πραγματική αντίσταση του συστήματος πρέπει να ληφθούν υπόψη μαζί. Οι οδηγίες του κλάδου σχετικά με το σχεδιασμό του διαβρωτικού ανεμιστήρα τονίζουν επίσης ότι ο τροχός, ο άξονας και το εσωτερικό περίβλημα που εκτίθενται στο ρεύμα αέρα πρέπει να είναι συμβατά με το χημικό περιβάλλον.
Το μεγαλύτερο πρόβλημα με τον διαβρωτικό αερισμό είναι ότι η ζημιά είναι συχνά σταδιακή. Ένας ανεμιστήρας μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί ενώ η διάβρωση μειώνει αργά το πάχος του περιβλήματος ή της πτερωτής. Μόλις η διάβρωση φτάσει στην πτερωτή, ακόμη και μια μικρή απώλεια υλικού μπορεί να επηρεάσει την ισορροπία και να αυξήσει τους κραδασμούς.
Ένας φυγοκεντρικός ανεμιστήρας από ανοξείδωτο χάλυβα παρέχει ένα καλύτερο σημείο εκκίνησης επειδή ο ανοξείδωτος χάλυβας δεν βασίζεται σε μια επίστρωση βαφής ως κύρια ανθεκτική στη διάβρωση επιφάνειά του. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο σε εφαρμογές που περιλαμβάνουν υγρασία, συχνό καθαρισμό, συμπύκνωση ή ήπια έως μέτρια διαβρωτικά αέρια. Για πιο επιθετικά περιβάλλοντα, μπορεί να ληφθεί υπόψη ο ανοξείδωτος χάλυβας 316 ή 316L αντί για 304, αλλά η τελική επιλογή θα πρέπει πάντα να βασίζεται στο πραγματικό χημικό μέσο και όχι μόνο στο όνομα της εφαρμογής.
Για παράδειγμα, ένας ανεμιστήρας που χειρίζεται υγρό αέρα από μια γενική περιοχή παραγωγής μπορεί να είναι επαρκώς κατασκευασμένος από ανοξείδωτο χάλυβα 304, ενώ ένας ανεμιστήρας που εκτίθεται σε συμπύκνωμα που περιέχει χλωρίδιο μπορεί να απαιτεί 316 λίτρα ή άλλο υλικό. Τα χλωρίδια, τα συμπυκνωμένα οξέα και οι αναμεμειγμένοι χημικοί ατμοί μπορούν να δημιουργήσουν συνθήκες διάβρωσης που απαιτούν πιο λεπτομερή αξιολόγηση συμβατότητας υλικού.
Ένα από τα πιο συνηθισμένα λάθη κατά τον καθορισμό ενός φυγοκεντρικού ανεμιστήρα από ανοξείδωτο χάλυβα είναι η αντιμετώπιση των 304 και 316L ως ανταλλάξιμων υλικών.
Ο ανοξείδωτος χάλυβας 304 χρησιμοποιείται ευρέως για υγρό αερισμό, γενικά βιομηχανικά καυσαέρια, περιβάλλοντα επεξεργασίας τροφίμων και σχετικά ήπιες διαβρωτικές συνθήκες. Είναι συχνά μια οικονομικά αποδοτική επιλογή όταν η εξάτμιση περιέχει υγρασία αλλά δεν περιέχει σημαντικό χλώριο ή εξαιρετικά επιθετικά χημικά συστατικά.
Το 316L θεωρείται γενικά όταν το περιβάλλον παρουσιάζει μεγαλύτερο κίνδυνο διάβρωσης, ιδιαίτερα όταν υπάρχουν χλωρίδια, υγρασία αλατούχου ορού ή ορισμένοι χημικοί ρύποι. Τα εμπορικά βιομηχανικά σχέδια ανεμιστήρων χρησιμοποιούν επίσης κατασκευή 316L για έντονα διαβρωτικά περιβάλλοντα και εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας.
Επομένως, μια πρακτική διαδικασία επιλογής υλικού θα πρέπει να ξεκινά με πέντε ερωτήσεις:
Ποιες χημικές ουσίες υπάρχουν στην εξάτμιση;
Ποια είναι η συγκέντρωση κάθε κύριου ρύπου;
Ποια είναι η κανονική και η μέγιστη θερμοκρασία αερίου;
Μπορεί να προκληθεί συμπύκνωση στο εσωτερικό του ανεμιστήρα;
Τα λειαντικά σωματίδια αναμιγνύονται με το διαβρωτικό αέριο;
Η πέμπτη ερώτηση είναι ιδιαίτερα σημαντική. Αντοχή στη διάβρωση δεν σημαίνει αυτόματα αντίσταση στην τριβή. Ένας φυγοκεντρικός ανεμιστήρας από ανοξείδωτο χάλυβα που χειρίζεται τη διαβρωτική σκόνη μπορεί να απαιτεί πρόσθετη προστασία από τη φθορά, διαφορετικό πάχος πτερωτής ή εντελώς διαφορετική κατασκευή ανεμιστήρα.
Η θέση του ανεμιστήρα μέσα σε ένα σύστημα επεξεργασίας αερίου μπορεί να έχει μεγάλη επίδραση στην επιλογή υλικού.
Σκεφτείτε ένα σύστημα χημικών καυσαερίων που αποτελείται από εξοπλισμό διεργασίας, αγωγούς, έναν υγρό καθαριστή, έναν εξατμιστή ομίχλης και έναν ανεμιστήρα εξάτμισης. Η εγκατάσταση του φυγοκεντρικού ανεμιστήρα από ανοξείδωτο χάλυβα ανάντη του πλυντηρίου σημαίνει ότι ο ανεμιστήρας μπορεί να χειριστεί ακατέργαστο αέριο με υψηλότερη συγκέντρωση ρύπων. Η εγκατάστασή του κατάντη σημαίνει ότι το αέριο μπορεί να είναι πιο δροσερό και καθαρό, αλλά μπορεί να περιέχει υψηλή υγρασία, σταγονίδια ή συμπύκνωμα.
Αυτή η διάκριση συχνά παραβλέπεται κατά την προμήθεια εξοπλισμού.
Για έναν ανεμιστήρα κατάντη, η απόδοση του μηχανισμού πλύσης και εξάλειψης ομίχλης γίνεται μέρος του υπολογισμού της αξιοπιστίας του ανεμιστήρα. Εάν εισέλθουν σταγονίδια υγρού στον ανεμιστήρα, μπορούν να συγκεντρωθούν στην πτερωτή και στο περίβλημα, δημιουργώντας προβλήματα διάβρωσης και ανισορροπίας. Ως εκ τούτου, οι προμηθευτές βιομηχανικών ανεμιστήρων συνιστούν συνήθως την αναθεώρηση της θέσης του ανεμιστήρα, της αντίστασης του καθαριστή, της απόδοσης αποθάμβωσης, της διαμόρφωσης του αγωγού και των πραγματικών συνθηκών αερίου πριν οριστικοποιήσετε την προδιαγραφή του ανεμιστήρα.
Ένας ανθεκτικός στη διάβρωση ανεμιστήρας είναι κάτι περισσότερο από ένα περίβλημα από ανοξείδωτο χάλυβα. Τα συστατικά που εκτίθενται στο ρεύμα αερίου πρέπει να εξετάζονται μεμονωμένα.
Για έναν φυγοκεντρικό ανεμιστήρα από ανοξείδωτο χάλυβα, τα διαβρεγμένα εξαρτήματα ή τα εξαρτήματα που έρχονται σε επαφή με το αέριο μπορεί να περιλαμβάνουν το περίβλημα, την πτερωτή, τον κώνο εισόδου, το τμήμα άξονα, την πόρτα επιθεώρησης, τους εσωτερικούς συνδετήρες και τα εξαρτήματα αποστράγγισης. Σε ορισμένες εφαρμογές, μόνο τα εξαρτήματα που έρχονται σε επαφή με το αέριο κατασκευάζονται από ανοξείδωτο χάλυβα, ενώ το εξωτερικό πλαίσιο και το στήριγμα κινητήρα χρησιμοποιούν άλλα υλικά.
Η συνεχής συγκόλληση είναι ένα άλλο χρήσιμο χαρακτηριστικό σχεδιασμού. Τα κενά και οι ρωγμές μπορούν να παγιδεύσουν την υγρασία και τις διαβρωτικές εναποθέσεις, δημιουργώντας τοπική διάβρωση που είναι δύσκολο να ανιχνευθεί κατά την τακτική επιθεώρηση. Οι σωστά συγκολλημένοι σύνδεσμοι, το κατάλληλο φινίρισμα επιφάνειας, οι προσβάσιμες περιοχές επιθεώρησης και τα σημεία αποστράγγισης μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά τη συντηρησιμότητα.
Για υγρές εφαρμογές, μια αποστράγγιση στο χαμηλότερο σημείο του περιβλήματος είναι ιδιαίτερα χρήσιμη. Οι χειριστές δεν πρέπει να αφήνουν το χημικό συμπύκνωμα να παραμείνει μέσα στον ανεμιστήρα μετά την απενεργοποίηση.
Η αντίσταση στη διάβρωση δεν πρέπει ποτέ να αντικαθιστά την αεροδυναμική επιλογή.
Πριν αγοράσετε έναν φυγοκεντρικό ανεμιστήρα από ανοξείδωτο χάλυβα, η απαιτούμενη ροή αέρα και πίεση θα πρέπει να υπολογίζονται από το πραγματικό σύστημα. Μια τυπική προδιαγραφή πρέπει να περιλαμβάνει:
Ροή αέρα: m³/h ή CFM
Στατική πίεση: Pa ή in. w.g.
Θερμοκρασία αερίου
Σύνθεση αερίου
Πυκνότητα αερίου
Περιεκτικότητα σε σκόνη ή υγρό
Ώρες λειτουργίας ανεμιστήρα
Απαιτούμενη ισχύς κινητήρα
Τροφοδοτικό
Ταχύτητα ανεμιστήρα
Υψόμετρο εγκατάστασης
Διαστάσεις εισόδου και εξόδου ανεμιστήρα
Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι μια γραμμή χημικών καυσαερίων απαιτεί 25.000 m³/h στα 2.500 Pa. Η επιλογή ενός ανεμιστήρα μόνο σύμφωνα με τον αριθμό ροής αέρα των 25.000 m³/h μπορεί να δημιουργήσει ένα μικρό ή υπερμεγέθη σύστημα. Πρέπει να περιλαμβάνεται η απώλεια πίεσης μέσω αγωγών, γωνιών, φίλτρων, πλυντηρίων, αποσβεστήρων και στοίβων.
Ένας σωστά επιλεγμένος φυγόκεντρος ανεμιστήρας από ανοξείδωτο χάλυβα θα πρέπει να λειτουργεί κοντά στο προβλεπόμενο σημείο απόδοσης αντί να αναγκάζεται να αντισταθμίσει μια εσφαλμένα υπολογισμένη αντίσταση συστήματος.
Μια εγκατάσταση χημικής επεξεργασίας αντιμετώπιζε επανειλημμένα προβλήματα διάβρωσης με έναν βαμμένο ανεμιστήρα εξάτμισης από ανθρακούχο χάλυβα. Ο ανεμιστήρας διαχειριζόταν περίπου 18.000 m³/h υγρών καυσαερίων διεργασίας σε περίπου 1.800 Pa. Το σύστημα λειτουργούσε για περίπου 20 ώρες την ημέρα και η συμπύκνωση έλαβε χώρα κατά τη διάρκεια αρκετών κύκλων παραγωγής.
Ο αρχικός ανεμιστήρας έδειξε ορατή διάβρωση γύρω από τον κύλινδρο και την πτερωτή μετά από σχετικά σύντομη λειτουργία. Η επιθεώρηση εντόπισε επίσης χημικά αποθέματα που συσσωρεύονται κοντά στο κάτω τμήμα του περιβλήματος.
Αντί απλώς να εφαρμόσει μια παχύτερη επίστρωση, η ομάδα μηχανικών άλλαξε την κατασκευή του ανεμιστήρα σε φυγόκεντρο ανεμιστήρα από ανοξείδωτο χάλυβα και εξέτασε ολόκληρο το σύστημα εξάτμισης.
Οι βασικές τροποποιήσεις ήταν:
Κατασκευή από ανοξείδωτο χάλυβα για εξαρτήματα που έρχονται σε επαφή με το αέριο
Βελτιωμένες συγκολλημένες αρθρώσεις
Αποστράγγιση στο χαμηλότερο σημείο του περιβλήματος
Βελτιωμένη πρόσβαση για εσωτερικό καθαρισμό
Ανασκόπηση του demister ανάντη του ανεμιστήρα
Επανυπολογισμός απωλειών πίεσης αγωγού και πλυντηρίου
Παρακολούθηση κραδασμών μετά την έναρξη λειτουργίας
Το σημαντικό μάθημα ήταν ότι το πρόβλημα δεν προκλήθηκε μόνο από το υλικό των οπαδών. Η μεταφορά υγρών και η κακή αποστράγγιση συνέβαλαν στη διάβρωση. Η αλλαγή του υλικού αφήνοντας άλυτο το πρόβλημα της συμπύκνωσης θα είχε μειώσει αλλά δεν θα εξαλείψει τον κίνδυνο αστοχίας.
Ένα δεύτερο παράδειγμα προέρχεται από μια εγκατάσταση επεξεργασίας τροφίμων όπου το σύστημα εξάτμισης ήταν εκτεθειμένο σε υψηλή υγρασία, χημικά καθαρισμού και συχνό πλύσιμο.
Ο αρχικός ανεμιστήρας από ανθρακούχο χάλυβα ανέπτυξε διάβρωση της επιφάνειας γύρω από το περίβλημα και τους συνδετήρες. Οι χειριστές διαπίστωσαν επίσης ότι το νερό καθαρισμού θα μπορούσε να παραμείνει γύρω από αρκετούς αρμούς μετά την αποχέτευση.
Ο ανταλλακτικός φυγοκεντρικός ανεμιστήρας από ανοξείδωτο χάλυβα χρησιμοποιούσε ανοξείδωτη κατασκευή για το περίβλημα και την πτερωτή, με ανθεκτικούς στη διάβρωση συνδετήρες και βελτιωμένη πρόσβαση για καθαρισμό. Ο ανεμιστήρας εγκαταστάθηκε επίσης με προσοχή στην αποστράγγιση έτσι ώστε να μην παραμένει παγιδευμένο νερό μέσα στο περίβλημα.
Αυτή η εφαρμογή καταδεικνύει ένα άλλο πλεονέκτημα της ανοξείδωτης κατασκευής: η συντήρηση γίνεται ευκολότερη όταν ο ανεμιστήρας εκτίθεται τακτικά σε νερό και χημικά καθαρισμού. Η κατασκευή από ανοξείδωτο χάλυβα χρησιμοποιείται συνήθως στον εξαερισμό επεξεργασίας τροφίμων, όπου τα καθαριστικά, η υγρασία και τα χημικά καθαριστικά αποτελούν μέρος της κανονικής λειτουργίας.
Ένα άλλο πρακτικό λάθος είναι ο καθορισμός ενός ανοξείδωτου περιβλήματος και πτερωτής ενώ αγνοούνται άλλα εξαρτήματα.
Σε έναν φυγοκεντρικό ανεμιστήρα από ανοξείδωτο χάλυβα, το τμήμα του άξονα που είναι εκτεθειμένο σε διαβρωτικό αέρα, η τσιμούχα του άξονα, οι σύνδεσμοι, η διάταξη των ρουλεμάν και η υποστήριξη κινητήρα θα πρέπει να επανεξεταστούν σύμφωνα με την εγκατάσταση. Το διαβρωτικό αέριο που εισέρχεται στην περιοχή του ρουλεμάν μπορεί να επιταχύνει την υποβάθμιση του ρουλεμάν, ενώ τα ακατάλληλα στεγανοποιητικά μπορεί να επιτρέψουν διαρροή ή χημική μόλυνση.
Για ανεμιστήρες που χειρίζονται ιδιαίτερα επιθετικά καυσαέρια, ενδέχεται να απαιτούνται μηχανικά στεγανοποιητικά ή άλλες κατάλληλες διατάξεις στεγανοποίησης. Οι οδηγίες της AMCA για διαβρωτικά περιβάλλοντα ανεμιστήρα υπογραμμίζουν συγκεκριμένα την ανάγκη επιλογής του τροχού, του άξονα, του εσωτερικού περιβλήματος και της διάταξης στεγανοποίησης σύμφωνα με τη χημική ουσία που χειρίζεται.
Το ίδιο το ρουλεμάν θα πρέπει κανονικά να απομονώνεται από το διαβρωτικό ρεύμα αέρα όποτε το επιτρέπει η εφαρμογή. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για διατάξεις που κινούνται με ιμάντα, όπου η διείσδυση του άξονα μέσω του περιβλήματος δημιουργεί μια άλλη πιθανή διαδρομή για μολυσμένο αέριο.
Ένας φυγοκεντρικός ανεμιστήρας από ανοξείδωτο χάλυβα μειώνει τον κίνδυνο διάβρωσης, αλλά δεν εξαλείφει τη συντήρηση.
Για διαβρωτικές εφαρμογές, οι χειριστές θα πρέπει να καταρτίσουν ένα πρακτικό πρόγραμμα επιθεώρησης με βάση τις ώρες λειτουργίας και τις συνθήκες διεργασίας. Κατά τη διάρκεια της τακτικής συντήρησης, ελέγξτε:
Επιφάνεια πτερωτής για διάτρηση ή εναποθέσεις
Περίβλημα για τοπική διάβρωση
Σημεία αποχέτευσης για απόφραξη
Κατάσταση άξονα και στεγανοποίησης
Θερμοκρασία ρουλεμάν
Δόνηση ανεμιστήρα
Ρεύμα κινητήρα
Κατάσταση στερέωσης
Διαρροή αγωγού και ευέλικτης σύνδεσης
Απόδοση scrubber και demister
Ιδιαίτερη προσοχή αξίζουν τα κοιτάσματα πτερωτής. Ακόμη και όταν το ίδιο το ανοξείδωτο υλικό παραμένει άθικτο, χημικές εναποθέσεις ή υγρή σκόνη μπορεί να συσσωρευτούν άνισα στις λεπίδες. Αυτό αλλάζει την κατανομή περιστρεφόμενης μάζας και μπορεί να προκαλέσει κραδασμούς.
Μια απλή τάση δόνησης μπορεί επομένως να είναι πιο χρήσιμη από την αναμονή για ορατή διάβρωση. Εάν οι κραδασμοί αυξάνονται σταδιακά μετά από αρκετούς μήνες λειτουργίας, η πτερωτή πρέπει να επιθεωρηθεί πριν το πρόβλημα εξελιχθεί σε αστοχία ρουλεμάν ή άξονα.
Για ένα βιομηχανικό έργο, μια καλή προδιαγραφή αγοράς θα πρέπει να παρέχει περισσότερα από τη φράση "ανεμιστήρας από ανοξείδωτο χάλυβα".
Μια πλήρης έρευνα θα πρέπει να αναφέρει τη ροή αέρα, την πίεση, τη θερμοκρασία, τη σύνθεση αερίου, τις ώρες λειτουργίας, την υγρασία, την πιθανή συμπύκνωση, τη συγκέντρωση σκόνης, το περιβάλλον εγκατάστασης, τις απαιτήσεις κινητήρα και τις αναμενόμενες συνθήκες διάβρωσης.
Στη συνέχεια, η προδιαγραφή υλικού θα πρέπει να προσδιορίσει εάν απαιτείται 304, 316, 316L, ανοξείδωτος χάλυβας διπλής όψης, FRP ή άλλο υλικό. Σε σοβαρές χημικές υπηρεσίες, ο ανοξείδωτος χάλυβας δεν θα πρέπει αυτόματα να θεωρείται ότι είναι η καλύτερη λύση. Ορισμένες εφαρμογές μπορεί να απαιτούν FRP, ειδικά κράματα ή άλλη ανθεκτική στη διάβρωση κατασκευή ανάλογα με το χημικό προφίλ και τη θερμοκρασία.
Για επαλήθευση απόδοσης, οι αγοραστές μπορούν επίσης να ζητήσουν δεδομένα απόδοσης ανεμιστήρων και, όπου ισχύει, πληροφορίες πιστοποίησης ή δοκιμών. Το πρόγραμμα πιστοποίησης της AMCA καλύπτει την απόδοση αέρα του φυγοκεντρικού ανεμιστήρα, την απόδοση ήχου, την απόδοση, τον βαθμό απόδοσης του ανεμιστήρα και τον δείκτη ενέργειας ανεμιστήρα ανάλογα με το ισχύον πεδίο πιστοποίησης.
Η ζήτηση για ανθεκτικό στη διάβρωση βιομηχανικό αερισμό συνεχίζει να αυξάνεται καθώς η χημική επεξεργασία, η επεξεργασία λυμάτων, η παραγωγή τροφίμων και τα συστήματα περιβαλλοντικού ελέγχου γίνονται πιο απαιτητικά. Ένας φυγοκεντρικός ανεμιστήρας από ανοξείδωτο χάλυβα μπορεί να προσφέρει μια αξιόπιστη λύση όταν το υλικό, η αεροδυναμική απόδοση, η διάταξη στεγανοποίησης, η αποστράγγιση και η στρατηγική συντήρησης σχεδιάζονται με βάση τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας.
Το πιο σημαντικό σημείο είναι απλό: μην επιλέξετε ανεμιστήρα με βάση μόνο τη λέξη "ανοξείδωτος". Ξεκινήστε με το αέριο, τη θερμοκρασία, τη ροή αέρα, την πίεση, τη συμπύκνωση και τους ρύπους. Στη συνέχεια, επιλέξτε τη διαμόρφωση υλικού και ανεμιστήρα.
Για διαβρωτικά βιομηχανικά περιβάλλοντα, αυτή η προσέγγιση μπορεί να αποτρέψει την πρόωρη διάβρωση, να μειώσει τον μη προγραμματισμένο χρόνο διακοπής λειτουργίας και να δημιουργήσει ένα σύστημα εξαερισμού που παραμένει σταθερό για χρόνια συνεχούς λειτουργίας.
