熱交換器のパフォーマンスが低下すると、すぐに対応できるのはクリーニングです。酸の循環が試みられますが、熱伝達はほとんど改善されません。続いて溶剤洗浄を行うと、同様に残念な結果が得られます。デポジットが残っている間はダウンタイムが増加します。ほとんどの場合、問題は清掃作業ではなく、堆積物の特定にあります。汚れのメカニズムが異なれば、必要な化学反応も異なります。鉱物スケールを溶解する洗剤は生物学的スライムにはほとんど影響を与えず、油を除去する洗剤は結晶質の堆積物に浸透できません。
したがって、デポジットの種類を正しく識別することは、最後のメンテナンス作業ではなく、最初のメンテナンス作業となります。 PTFE 熱交換器では、ポリマー表面が腐食に強く、堆積物が反応して除去されるのではなくそのままの状態を維持できるため、汚れ層が主要な熱抵抗となるため、これは特に重要です。
ミネラルスケール: 硬くて熱によるもの-
ミネラルスケールは、溶解した塩が高温で溶解度を超えると形成されます。最も一般的な例は、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、シリカです。これらの堆積物は通常、白、灰色、またはわずかに黄褐色に見えます。それらは硬くて脆いように感じられ、熱交換器の最も熱い表面に強く付着することがよくあります。
場所は最初の診断の手がかりとなります。スケールは、温度が最も高い場所 - の暖房用のチューブ入口と冷房用の出口に集中します。堆積物の厚さは、温度が低下するにつれて流路に沿って減少することがよくあります。
簡単な溶解度テストで確認できます。炭酸塩スケールが存在する場合、取り出したサンプルに希酸を一滴垂らすと激しい泡立ちが発生します。反応により二酸化炭素が放出され、目に見えてシュワシュワと音がします。硫酸塩スケールはゆっくりと反応しますが、シリカはまったく反応せず、酸にさらされた後もザラザラした状態のままです。
実際には、酸洗浄は炭酸塩スケールを効率的に溶解しますが、シリカには困難を伴います。酸には強いが、ミネラルのような感触を持つ堆積物には、シリカが豊富に含まれていることが多く、強い酸ではなく機械的または特殊なアルカリ洗浄が必要です。-
生物学的ファウリング: 生きた膜
生物学的汚れは全く異なる挙動をします。硬い層の代わりに、材料は滑りやすい、またはゼラチン状に見えます。色は、水中の微生物の種類や栄養素に応じて、半透明から緑、茶色、黒までさまざまです。
バイオフィルムが最も高温のゾーンに集中することはほとんどありません。彼らは、栄養素が利用可能であり、せん断応力が低い中程度の温度領域を好みます。デッドゾーン、水路コーナー、低速エリアでは、最も厚い蓄積が見られることがよくあります。-
溶解性試験により、それをすぐに区別できます。酸は発泡せず、溶解もほとんどありません。表面を削ると、粉末ではなくストランドが形成されます。指の間でこすると、材料は崩れるのではなく、汚れます。
通常、酸化剤または殺生物剤はこれらのフィルムを効果的に除去します。微生物のコロニーが成長するにつれてバイオフィルムが徐々に断熱するため、熱性能は突然ではなく徐々に低下することがよくあります。
現場メンテナンスにおける実際の観察: 排水後に表面が滑りやすいと感じる場合は、ほとんどの場合、鉱物スケールではなく生物学的汚れを示しています。
有機堆積物: 粘着性と化学物質
有機汚れには、油、樹脂、劣化したポリマー、タールなどが含まれます。これらの堆積物はさまざまですが、一般に黒ずんでおり、粘着性があり、またはゴム状に見えます。結晶構造の代わりに、ワニスに似た滑らかなコーティングまたはパッチを形成します。
位置は、温度だけではなくプロセスの化学反応と相関します。混合、重合、または酸化の領域では、有機層が頻繁に蓄積します。高温領域では、熱劣化により堆積物が黒くなる場合があります。
溶解度試験により、明確な区別が可能になります。有機材料は多くの場合、溶剤やアルカリ性洗剤では軟化または溶解しますが、希酸では変化しません。少量のサンプルを穏やかに加熱すると、有機由来であることを示す特徴的な炭化水素臭が放出される場合があります。
これらの堆積物は連続的な絶縁膜を形成するため、熱伝達が大幅に減少します。界面活性剤または互換性のある溶剤を使用した対象を絞った洗浄は、通常、適切な化学薬品が適用されるとすぐに性能を回復します。
微粒子汚れ: ゆるやかな蓄積
粒子状スラッジは、腐食生成物、砂、シルト、または沈殿した破片などの浮遊固体から構成されます。スケールとは異なり、表面に化学的に強く結合しません。代わりに、低速領域または流れ障害物の背後に蓄積します。-
外観は光沢がなく、粒状で鈍い感じです。堆積物は、物理的に妨害されると簡単に洗い流されてしまうことがよくあります。カバーを外すと、均一なコーティングではなく、パイルや層が現れることがよくあります。
水ですすぎや流れの逆転により、これらの物質が除去される場合があります。通常、上流での濾過により再発が防止されます。粒子自体は化学的に付着していないため、化学洗浄が必要になることはほとんどありません。
有用な指標は不均一な分布です。コーナーには堆積物が多く、高速のチューブ表面には堆積物がほとんどありません。{0}}
堆積物識別のための実践的なフィールドテスト
いくつかの簡単なテストは、洗浄剤を選択する前に汚れの種類を判断するのに役立ちます。
酸滴下試験:激しい泡立ちは炭酸塩の鉱物スケールを示します。
溶剤ワイプ:軟化は有機材料を示唆します。
タッチテスト:滑りやすい質感は生物学的汚れを示唆しています。
すすぎテスト:除去が容易な場合は、粒子状スラッジが存在することを示します。
顕微鏡観察：結晶粒子はスケールを示し、繊維状構造はバイオフィルムを示します。
外観、位置、溶解度の検査を組み合わせることで、ほとんどの場合、実験室分析を行わなくても信頼性の高い同定が可能になります。
クリーニングとデポジットのマッチング
ターゲットを絞った洗浄は、完全に正しい分類に依存します。酸洗浄はミネラルスケールを効率的に除去しますが、生物的および有機的な汚れはそのまま残します。酸化剤はバイオフィルムを殺しますが、シリカの堆積物を溶解することはできません。洗剤は油を溶解しますが、炭酸塩の沈着にはほとんど影響しません。機械的なフラッシングでは粒子は除去されますが、結合層は除去されません。
洗浄の試みが繰り返し失敗する場合は、通常、化学薬品が効果がないというよりは、誤認を示します。
安心のメンテナンスを目指して
デポジットの識別により、メンテナンスが試行錯誤から管理された手順に変わります。{0}{1}堆積物のテクスチャーを観察し、溶解度をテストし、場所を評価することで、効果的な洗浄の選択に向けた迅速な指針が得られます。
堆積物が不明瞭なままであるか、異常に耐性がある場合は、少量のサンプルを実験室で分析することで、最終的な組成と最適化された洗浄の推奨事項が得られます。正しい診断は性能を回復するだけでなく、不必要な化学薬品への曝露や繰り返しのダウンタイムを防ぎ、PTFE 熱交換器が回避可能な汚れ層によって断熱されるのではなく、設計された効率で動作することを保証します。
