新しいパイプラインの水質検査で、熱交換器内部に亀裂が？フィルターの欠落による致命的なリスクを発見

新しい配管システムは、最初の水圧試験で熱交換器を破損させるべきではありません。しかし、このような不具合は、多くのプロジェクトチームが認めたがらないほど頻繁に発生しています。その根本原因は、通常、プレートの材質不良、熱伝達設計の誤り、あるいは不運ではありません。多くの場合、入口側の部品、つまり適切なフィルターが欠けていることが原因です。

粒 は、2015年に設立されたプロの熱交換器メーカーで、プレート式熱交換器、ガスケット、プレート、ユニット、設置、メンテナンスサービスに特化しています。製品ラインナップは、着脱式プレート式熱交換器、チタンプレート式熱交換器、全溶接ユニット、シェルアンドチューブ式熱交換器、および関連スペアパーツを網羅しています。同社の知識ベースは、コンパクトな構造、容易な清掃、幅広い産業用途、暖房、HVAC、化学、製薬、食品、エネルギーシステムへの対応を特徴としています。機器とアフターサービスの両方を重視する購入者にとって、 サービスサポート そして 会社概要 単なる供給業者ではなく、実務的なパートナーにする。

故障状況：起動時に金属が割れるような異音と激しい流体混合が発生する

試運転中に熱交換器が故障すると、すべてがまだ新品のように見えるため、非常に厄介です。配管は設置されたばかりで、ポンプも稼働を開始したばかりです。水圧試験は、気密性と流量を確認するだけのはずです。しかし、金属片が装置内部に入り込むと、新品のプレート式熱交換器でも数分、場合によっては数秒で故障してしまうことがあります。

最初の水圧試験中に目に見える不具合が発生

新設された配管システムの最初の水圧試験中、ポンプが作動すると、熱交換器内部から鋭い金属擦過音が聞こえた。その後、その音はパチパチという音に変わり、システム圧力が急速に低下した。そして、高温流体と低温流体が混ざり始めた。

ユニットを開けてみると、損傷が明らかになる。新しい金属板には、いくつもの裂け目のような穴が開いている。これらの穴は、ゆっくりとした腐食によるものではなく、薄い金属表面を硬い物体が無理やり突き破ったように見える。

その違いは重要です。腐食は通常、痕跡、変色、穴、または徐々に薄くなるなどの形で現れます。一方、硬い破片による機械的損傷はより直接的です。プレートは局所的に押し込まれたり、切断されたり、引き裂かれたりします。プレート式熱交換器では、内部の流路が狭いため、小さな硬い粒子でもポンプの圧力下では工具のように作用する可能性があります。

なぜこの失敗はしばしば誤解されるのか

多くのチームはまずプレートの品質を疑います。その反応は理解できますが、必ずしも正しいとは限りません。プレート式熱交換器は、波形プレート、シールパッド、クランププレート、クランプボルトで構成されています。波形プレートの表面は剛性を高め、流体の乱流を増加させ、高い熱伝達を実現します。作動媒体はプレート間の狭く曲がりくねった流路を流れるため、コンパクトなサイズで高い熱伝達性能を発揮できるのです。

そのコンパクトな設計ゆえに、この装置は異物に敏感です。大きなパイプであれば通過する溶接スラグの破片が、プレートチャンネル内では危険な物体となる可能性があります。確かにこの機械は効率的ですが、ゴミ収集機ではありません。

根本的な判断ミス：「配管は新しく、水もきれいなので、フィルターは後回しでいい」

この文章は現場では無害に聞こえるかもしれないが、実は危険でもある。新しいパイプは、新品だからといって必ずしも清潔とは限らない。溶接、切断、研削、吊り上げ、保管といった作業中に、パイプの内壁には驚くほど多くの破片が付着することがある。その中には、水の流れに乗って速く移動できるほど小さいものもあれば、金属板を損傷するほど硬いものもある。

新しいシステムがしばしば軽視される理由

プロジェクトのスケジュールがタイトな場合、建設チームは熱交換器入口のY型ストレーナーを省略することがあります。また、正式な運転開始前に熱交換器を隔離しない場合もあります。配管をバイパスを通して洗浄することなく、水が直接熱交換器を通過し、システム内に残っていた熱を運び去ります。

これにより、熱交換器はパイプライン全体の廃液収集器と化してしまう。これは割に合わない取引だ。フィルターの費用は、プレートパック全体の交換、試運転時間の損失、そして顧客からの信頼失墜に比べれば微々たるものだ。最後の部分は発注書には記載されていないが、エンジニアリング営業に携わる者なら誰もがその現実を知っている。

ナレッジベースには、設置に関する明確な警告が記載されています。熱交換器に接続されている配管は、砂、砂利、溶接スラグなどの異物が装置内部に入り込んで詰まりの原因とならないよう、清掃する必要があります。また、メンテナンスのために装置の周囲に十分なスペースを確保すること、入口および出口配管は工場銘板に示されている方向に従う必要があることも記載されています。

フィルターはオプションの保護ではありません

入口にY型ストレーナーを設置することは、基本的な保護対策です。初回起動時およびその後の運転時において、このフィルターはプレートチャンネルに到達する前に硬い粒子を捕捉します。多くの給水システムや空調システムでは、40～60メッシュのフィルターが実用的で合理的な選択肢となります。適切なサイズとメンテナンスを行えば、粗い硬い異物を遮断しつつ、通常の水の流れを維持できます。

プロジェクトで次のような小型機器を使用する場合 ろう付け式プレート式熱交換器, 清浄な流れを確保する必要性はさらに高まります。ろう付け式ユニットはコンパクトで信頼性が高いものの、ガスケット式ユニットのように現場での分解を想定して設計されていません。そのため、入口での汚れ対策は初日から重要になります。

技術的原因：ミリメートルレベルの流路が「金属弾」によって損傷を受けた

プレート式熱交換器は、狭い流路内で強力な熱交換を生み出すため、優れた性能を発揮します。これは通常の運転においては弱点ではなく、むしろ強みです。しかし、最初の洗浄時に硬い異物が流入すると、狭い流路は高リスク領域となってしまいます。

新しいパイプライン内部に隠された破片

新しく溶接されたパイプラインには、溶接スラグ、金属切削屑、研削粉、ナット、小石、シーリングテープの破片、一時保管による錆の破片などが混入している場合があります。これらの異物の中には、ポンプが作動するまで静かに留まっているものもあります。しかし、水の流れが始まると、これらの異物は水とともに移動し、入口へと加速して流れ込みます。

ポンプをゆっくりではなく勢いよく始動すると、問題はさらに悪化します。流れが速くなると、異物への衝撃力が大きくなり、小さな金属片でもパイプ内を硬い弾丸のように飛び回ることがあります。手のひらに乗せればそれほど恐ろしいものではないかもしれませんが、熱交換器の流路内では話は別です。

点荷重による物理的貫通

多くのプレート式熱交換器の内部にあるプレートの隙間はわずか数ミリメートルです。元の設計では、一般的な隙間は2～4mmで、プレートの厚さは約0.5mmです。硬い粒子が2つの波状の交差部分の間に挟まると、ポンプは静かに停止しません。圧力は押し続けられます。

すると、力がごく小さな接触面に集中します。これが点荷重です。広い範囲に力が加わると金属は曲がりますが、集中した力は金属を貫通する可能性があります。波状の接合部に付着した溶接スラグは、小さな弾丸のように振る舞うことがあります。スラグは板を貫通し、金属を引き裂き、2つの媒体の間に通路を開く可能性があります。

同じ知識ベースでは、媒体が汚れている場合や、粒子や破片がスケールや流路の詰まりを引き起こす場合に圧力損失が増加する可能性があることも説明されています。プレートが腐食して穴が開いた場合、媒体の混合が発生する可能性があります。漏れは、プレートの亀裂、ボルトの締め付けムラ、プレートの変形、ガスケットの経年劣化、ガスケットの厚さの不均一、またはガスケットの偏圧縮によって発生する可能性があります。

グラノ社による試運転基準および保護に関する推奨事項

適切な試運転は複雑ではありませんが、規律が不可欠です。最も重要なルールは単純です。最初の汚水を熱交換器に通さないことです。最初の洗浄は装置を保護するためのものであり、建設廃棄物による損傷に耐える能力を試すためのものではありません。

厳格なスタートアップルールを確立する

配管システムの最初の洗浄と排気は、バイパスパイプを通して行う必要があります。この段階では、熱交換器を隔離してください。洗浄水は熱交換器を通過してはなりません。

実際のスタートアップの流れは、次のような論理に従うことができます。

着脱式プレートユニットの場合、メンテナンス時のアクセスも重要です。知識ベースには、メンテナンスのために熱交換器の周囲に十分なスペースを確保すること、および吊り上げロープを接続パイプ、位置決めビーム、またはプレートに掛けないことが記載されています。これらの詳細は基本的なことのように聞こえますが、現場でのミスはたいてい「基本的な」項目から始まります。

製品タイプとサイトリスクを照合する

HVAC、産業用冷却、食品加工、石油化学システムにおいて、プレート式熱交換器は、コンパクトなサイズ、高い熱伝達率、容易な洗浄、柔軟な組み立てといった特長から広く使用されています。製品紹介によると、プレート式熱交換器は、ステンレス鋼、チタン合金、炭素鋼などの材料を使用し、最大5000m²の熱交換面積、最大25MPaの作動圧力、最大200℃の作動温度までカスタマイズ可能です。

高圧および高温用途には、 ろう付け式プレート式熱交換器 適している可能性があります。製品データによると、熱交換面積は最大2500m²、最大使用圧力は最大40MPa、最大使用温度は最大300℃です。化学、石油、天然ガス、電力分野で広く使用されています。

より強力なシールとガスケットに関する懸念が少ない、より過酷な用途には、 完全溶接式プレート式熱交換器 プロジェクト選定の際に考慮されるべき事項である。しかしながら、溶接構造であっても、清浄な流入水流の必要性がなくなるわけではない。パイプラインを事前に清掃しないと、硬い粒子が詰まり、浸食、または局所的な損傷を引き起こす可能性がある。

製品パラメータを選択チェックとして使用する

製品の選択は、媒体の品質、圧力、温度、清掃のしやすさ、およびメンテナンスの習慣に合わせて行うべきです。コンパクトな熱交換器は省スペースですが、試運転が不十分だとその利点はすぐに失われてしまいます。水側が汚れている場合は、ろ過装置を追加してください。媒体にスケールが付着しやすい場合は、清掃計画を立ててください。熟練したメンテナンス担当者が不足している場合は、その状況に合った構造を選択してください。

小さな汚れが大きなコストになる前に、メンテナンスを管理しましょう。

知識ベースでは、化学的なスケール除去の手順を非常に実践的な方法で説明しています。まず洗浄し、洗浄液を注入し、2時間静置して酸洗し、その後3～4時間動的に循環させ、0.5時間ごとに正逆回転洗浄を交互に行い、アルカリ洗浄を行い、0.5時間軟水ですすぎ、各手順を記録し、洗浄後に圧力テストを実施します。

そのプロセスはスケール除去後には有効です。しかし、新しいパイプラインの破片については、予防の方が良いでしょう。溶接スラグによる損傷はスケールとは異なります。スケールは多くの場合除去できます。破れたプレートは通常 ニーズ 交換。

比較する購入者にとって ろう付け式プレート式熱交換器 と共に 完全溶接プレート式熱交換器 検討すべき事項は、耐熱性だけではありません。起動手順、フィルターの設置スペース、清掃方法、予備部品の計画、そして設置チームが初期洗浄をどのように処理するかについても考慮する必要があります。

熱交換器が早期に故障するのは、プロジェクトの規模が大きいか小さいかではなく、精密な流路に汚れが入り込むことが原因です。これが重要な点です。フィルターを取り付け、バイパスを使用し、機器に水が流れる前に配管を洗浄してください。高度な技術ではありませんが、予算を守る上で非常に重要です。

よくある質問

Q1：新しいパイプラインが新しい熱交換器を損傷する可能性があるのはなぜですか？

A：新しいパイプラインには、溶接スラグ、金属片、砂、砂利、小石、その他の硬い破片が残っている場合があります。ポンプが作動すると、これらの粒子が狭いプレートの流路に入り込み、圧力によって金属プレートを損傷する可能性があります。

Q2：最初の水圧試験の際に、熱交換器に洗浄水を流すべきでしょうか？

A：いいえ。最初の洗浄と吹き込み作業はバイパスパイプを通して行う必要があります。配管がきれいになるまで、熱交換器は隔離しておく必要があります。

Q3：熱交換器の入口にはどのようなフィルターを取り付けるべきですか？

A：すべての吸気口には、高品質の40～60メッシュのフィルターの使用をお勧めします。これにより、硬い粒子が熱交換器に入る前に遮断することができます。

Q4：ろう付けされたユニットは高圧システムで使用できますか？

A：はい。製品データによると、ろう付け式熱交換器は、機種や材質の選択にもよりますが、最大40MPaの作動圧力と300℃の作動温度に達することができます。

Q5：起動後の最大の警告サインは何ですか？

A：鋭い金属音、急激な圧力低下、または高温と低温の媒体が混ざり合う現象は、重大な警告とみなしてください。これ以上プレートが損傷する前に、システムを停止してユニットを点検してください。