در مبدل های حرارتی قسمت اصلی که وظیفه تبادل حرارت و ایجاد شرایط محیطی دلخواه را سبب می شود توسط مجموعه صفحات و واشرها انجام می شود که این مجموعه در انواع مبدل ها به شکل های مختلفی واقع شده است در اصل دلیل وجود این قسمت را میتوان از ابعاد مختلفی مورد بررسی قرار داد که عبارتند از:

۱- قرار دادن چند سیال در کنار هم

۲- ایجاد رابطه حرارتی بین سیال های مختلف

۳- تامین کردن بهینه ترین شرایط برای تبادل حرارت

۴- ایجاد دسترسی ساده و شرایط کنترلی بر سیال ها

محموعه صفحات و واشرها شامل چندین قسمت می باشد که قسمت های اصلی این مجموعه شامل صفحات فلزی بکار رفته جهت جداسازی سیال ها و واشر های بکار رفته بین صفحات جهت جلوگیری از نشتی و تداخل سیال ها و در نهایت استفاده از سنسورهای مختلف که می تواند شامل سنسورهای دما، سنسور تشخیص میزان هدایت حرارتی و بررسی دوره ای، سنسور حفاظت خوردگی کاتدی و… می باشد.

پیشنهاد میکنیم واشر مبدل صفحه ای را نیز مطالعه نمایید

واشر مبدل حرارتی صفحه ای

صفحات

صفحات بکار رفته در این مجموعه از بین جنس های مختلف موجود در طبعیت بایستی به نحوی انتخاب شده تا بهترین عملکرد را در بحث انتقال حرارت ایفا نمایند؛ این صفحات بایستی رسانایی حرارتی مناسبی را داشته باشند که این موضوع باعث شده تا جنس این صفحات غالبا به صورت فلز باشد زیرا در فلزات بعلت وجود الکترون های ازاد انتقال حرارتی به راحتی صورت گرفته و باعث می شود تا بهترین عملکرد تبادل گرمایی را داشته باشیم.

جنس های متداول بکار رفته در صفحات مبدل های حرارتی عبارتند از:

۱- فولاد ها

فولاد های بکار رفته در مجموعه صفحات لزوما به صورت فولادهای ضد خوردگی یا استیل می باشد اما اگر در صورتی که شرایط سیال ها بگونه ای باشد که محیط دارای میزان خوردگی بسیار پایین باشد می توان از فولاد های غیر استیل نیز بکار برد ولی غالبا چون شرایط کار دارای میزان خوردگی بالا می باشد استفاده از فولادهای غیر استیل به هیج وجه توصیه نمی شود،  گرید های  مختلف فولادهای بکار رفته در صفحات مبدل ها به قرار زیر می باشد:

الف: گرید فولاد ۳۰۴

این ماده یکی از ارزانترین نوع فولادهای زنگ نزن آستنیتی می باشد که در برابر سیالات آلی و غیر آلی مقاومت به خوردگی خوبی نشان می دهد اما مقاومت این فولاد در مقابل اسید سولفوریک و هیدروکلریک ضعفیف می باشد و در زمان وجود کلر مورد حمله خوردگی حفره ای واقع می گردد.

ب: استنلس استیل گرید ۳۱۶ کم کربن (stainless steel 316l)

این گرید از فولاد های استنیتی در مقایسه با سری ۳۰۴ مقاومت بهتری نسبت به محیط های خورنده دارای اسیدسولفوریک از خود نشان می دهد که دلیل آن را می توان وجود عنصر مولیبدن نام برد در این الیاژ ۲٫۵ درصد مولیبدن بکار گرفته شده است که موجب جلوگیری از خوردگی حفره ای در حضور کلر می شود ولی این نوع از فولاد ها بسته به دمای کاری مبدل مقاومت متفاوتی را از خود نشان می دهد.

پ: فولاد زنگ نزن آلیاژ ۲۵۴smo

این فولاد زنگ نزن در مقایسه با سری ۳۱۶ دارای مولیبدن بیشتر(۶ درصد) می باشد که باعث مقاومت بهتر این فولاد در مقابل خوردگی حفره ای می شود از این آلیاژ معمولا در محیط هایی استفاده می شود که اسیدهای ضعیف در مبدل بکار می روند یا محتوی کلراید بالا می باشند اما نباید در این مبدل از آب دریا یا آب شور  استفاده کرد (به ویژه در کاربردهای دریایی)

ج:استیل ۹۰۴L

د: استیل گرید ۴۳۰

پ: استیل گرید ۶-XN

ه:  استیل ۳۱۷ LN

و….

۲– تیتانیوم و آلیاژ های تیتانیوم

از بین گرید های مختلف تیتانیوم دو گرید ابتدایی تیتانیوم:

گرید یک  تیتانیوم  Ti

تیتانیوم بعنوان یکی از فلزات بکار رفته در مبدل های حرارتی بهترین کیفیت و مقاومت به خوردگی را از خود نشان می دهد که این امر باعث شده تا از این فلز ارزشمند در مبدلهای صفحه ای که در محیط هایی با خوردگی بالا مثل آب دریا بکار گرفته شود.

این فلز یکی از بهترین گزینه های بکار رفته در محیط های دریا می باشد این فلز در مبدلهایی حرارتی که با آب دریا سروکار دارند استفاده می شود و دمای کاری ۱۰۰ تا ۱۲۰ درجه را می تواند کنترل کند با انکه بندرت استفاده از این فلز به صرفه است اما هنگام استفاده از آن باید خالص ترین آن را در ساخت مبدل های صفحه ای به کار برد.

گرید دو تیتانیوم-پالادیوم Ti Pa

تیتانیوم پایدار شده با پالادیوم؛ این آلیاژ با اضافه شدن پالادیوم بسیار گران قیمت(۰٫۱۵ درصد) مقاومت به خوردگی بسیار بالایی پیدا می کند و گزینه ای مناسب برای ساخت مبدل صفحه ای جهت کار در محیط های مختلف است که به این ویژگی  نیاز دارند. تیتانیوم پایدار شده با پالادیوم در محلول کلرید و آب دریا در دمای بالای ۱۰۰ تا ۱۲۰ درجه بیشترین کاربرد را دارد که در آن تیتانیوم خالص قادر به مقاومت نیست و در آن خوردگی حفره ای اتفاق می افتد.

۳- نیکل و آلیاژ های نیکل

آلیاژ های مختلفی از فلز نیکل در مبدل های صفحه ای مورد استفاده واقع می شود اما بایستی قیمت بسیار بالای آلیاژ های نیکل را نیز مد نظر قرار دهیم و صرفا در کاربرد های بسیار خاص از این آلیاژ ها استفاده نمود لذا در بحث حاضر صرفا معرفی محصولات مختلف بکار رفته در مبدل ها هست و لزوما بسته به شرایط اقتصادی انتخاب می شود، الیاژ های نیکل بکار رفته عبارتند از: نیکل ۲۰۰، مونل ۴۰۰، هستلوی c276، هستلوی g30 ، اینکولوی ۶۸۶ ، اینکلوی ۶۲۵، D-205C-2000، C22، B-3 و….

آلیاژ c276؛ این آلیاژ یکی  از گرانقیمت ترین آلیاژ نیکل می باشد که تقریبا در برابر یون کلرید در سطح ph پایین مقاوم می باشد. آین آلیاژ بخوبی قابلیت مقاومت به خوردگی در برابر انواع اسیدها دارد و معمولا برای کنترل اسید سولفوریک، هیدروکلریک و اسیدهای فسفریک خیس با غلظت ها و دماهای مختلف استفاده می شود.

۴- مواد فلزی و آلیاژ های فلزی و غیر فلزی دیگر

در این دسته بندی از سایر موادی که کاربرد دارند در حوزه مبدل های می توان از فلز تانتالیوم، مس، آلیاژ های مس، گرافیک،آلومینیوم و دیابن از مهمترین موارد بکار رفته می باشند.

برای مشاهده تمامی اجزای مبدل صفحه ای به مقاله اجزای مبدل های صفحه ای مراجعه کنید

جدول زیر بعنوان یکی از مراجع جهت انتخاب جنس صفحات می باشد چرا که در این جدول میزان انتقال حرارت یا ضریب هدایت حرارتی مواد پر کاربرد آورده شده است، در مبدل های صفحه ای با توجه به اینکه صفحات با ضخامت های بسیار پایین می باشند جهت تبادل بهتر حرارت لازم می باشد تا از هر الیاژ مرغوب ترین آلیاژ انتخاب شود تا اینکه در مقابل خوردگی و سایش حداکثر مقاومت را داشته باشد.

بطور مثال لوله های استیل ۳۱۶ در مبدل های پوسته لوله در محیط های اسیدی مناسب می باشند اما برای مبدلهای صفحه ای از مواد با کیفیت بالا بایستی استفاده نمود.

جنس صفحهضریب هدایت حرارتی
فولاد زنگ نزن 30414.9
فولاد زنگ نزن 31613.4
آلیاژ SMO 5413.0
آلیاژ هستلوی C-27610.6
نیکل90
آلیاژ نیکل11.7
تیتانیوم21.9
گرافیت5.7
مونل 40066
اینکونل 60016
اینکولوی 82512
کاپرونیکل 90/1052
کاپرونیکل 70/3035

در صفحات بکار رفته در مبدل های حرارتی مجموعه ای از شیار ها و اعوجاج هایی ایجاد می شود که این امر توسط پرس هایی مخصوص انجام می شود

دلیل این امر این می باشد که با وجود اعوجاج ها در صفحات در سیال حین عبور از بین صفحات تلاطم های شدیدی ایجاد می شود که این امر باعث بهبود عملکرد انتقال حرارت می شود در شرکت پترو فناور مهر اطلس طراحی و میزان اعوجاج این صفحات توسط پرس ۳۵۰۰۰ تن انجام می شود و بسته به میزان انتقال حرارت طراحی شده و قالب مورد نظر بکار گرفته می شود.

شما میتوانید همین حالا با توجه به نیاز ها و ویژگی های موردنیاز خود نسبت به سفارش مبدل حرارتی اقدام نمایید.