Пластины и уплотнения для теплообменников

Пластины и уплотнения – конструктивные элементы пластинчатых теплообменников разборного типа. Это основные детали аппарата, которые непосредственно контактируют с рабочими средами, испытывая гидравлические, химические и механические воздействия. 

Прямой контакт с теплоносителями со временем приводит к полной или частичной утрате функциональности. Вследствие этого возникают протечки, смешиваются среды, снижается эффективность теплового обмена. Несвоевременная замена деформированных либо изношенных пластин и прокладок усугубляет ситуацию и приводит к дисбалансу в системе.

Назначение и характеристики теплообменных пластин

Металлические теплообменные пластины – это тонкие штампованные детали толщиной менее миллиметра, имеющие профилированную поверхность. Они выполняют следующие задачи:

• обеспечивают теплопередачу между нагреваемой и греющей средой – расположенные между двумя теплоносителями пластины напрямую участвуют и влияют на процесс теплообмена
• выполняют роль турбулизатора – гофрированная поверхность может иметь профиль с гофрами, расположенными под острым или тупым углом, с симметричным или ассиметричным рисунком; с одной стороны это обеспечивает разную турбулентность потока, с другой – влияет на уровень гидравлического сопротивления; поэтому одна из задач инженеров – найти решение, при котором поток будет высокотурбулентным, а сопротивление минимальным

Ключевая характеристика пластин – площадь теплообменной поверхности, определяемая ее габаритными размерами и глубиной профиля. Изготавливаются конструктивные элементы из разных металлов: нержавеющей стали AISI 304, AISI 316, титана, сплавов Hastelloy, SMO 254 и др. Материал определяет теплопроводность, механическую и химическую стойкость пластины.

Разновидности уплотнительных прокладок

Уплотнения обеспечивают герметичность пакета пластин и разделяют среды в пространстве канала. Изготавливаются прокладки из каучуковых материалов различных видов. Наиболее распространены EPDM (этилен-пропилен-диеновый каучук), Viton (фторкаучук), NBR (бутадиен-нитрильный каучук). Каждый имеет свои рекомендации к применению, учитывающие диапазон рабочих температур и тип теплоносителя. Например, Viton подходит для высокотемпературных сред, а NBR (или Nitril) оптимален для нефтепродуктов.

Кроме вида материала, уплотнения различаются по способу крепления в пластине. Они могут фиксироваться с помощью клипс, стержней, клеевого состава. Система клипсового крепления (clip on) наиболее предпочтительна, поскольку обеспечивает быструю, удобную и вместе с тем надежную фиксацию прокладок. А при необходимости, позволяет легко их заменить.

Вариант с применением стержней (snap on) также относится к бесклеевым методам. Технология состоит в установке стержневых элементов прокладки в соответствующие отверстия пластины, путем их вдавливания. Надежная посадка обеспечивается специальной формой стержня с расширением на конце. Клеевой метод предусматривает нанесение состава в канавки для уплотнений. Способ трудоемкий, в связи с чем используется гораздо реже.