производство кожухотрубных теплообменников

Если брать нашу специфику – биологическую фармацевтику, то многие до сих пор считают, что кожухотрубники это что-то вроде универсальных котлов, которые можно воткнуть куда угодно. На деле же даже подбор материала трубок под среду – это отдельная история, где не все производители готовы лезть в детали.

Где мы наступали на грабли с материалами

В 2019 году заказчик требовал теплообменник для циркуляции буферного раствора с хлоридами. По документам все гладко – нержавейка AISI 316L, паспорта есть. А через полгода пошли точечные коррозии по трубкам. Оказалось, в среде был повышенный свободный хлор, который в документации 'забыли' указать. Пришлось переваривать весь узел с переходом на сплав 904L – это те самые случаи, когда экономия на предварительном анализе среды выходит боком.

Сейчас мы в ООО Наньцзинь Цзиньжи Лёгкой Промышленности Технолоджи Развитие всегда требуем не только ТУ заказчика, но и протоколы испытаний сред. Особенно для фармсектора, где даже микропористость сварного шва может стать проблемой.

Кстати, про сварку – многие недооценивают важность контроля после отжига. Как-то раз получили партию трубок с декларированной твердостью 90 HRB, а после гибки пошли микротрещины. Металлограф показал пережог по границам зерен. Теперь все трубные доски проверяем ультразвуком до сборки.

Проблемы компоновки в ограниченном пространстве

В биореакторных системах часто приходится вписывать теплообменник в тесные технологические ниши. Стандартные ТН с межтрубным пространством под пар плохо работают при вертикальном монтаже – начинается неравномерное парораспределение.

Пришлось разрабатывать кастомные перегородки с щелевыми отверстиями, которые не дают конденсату заливать нижние ряды труб. Но и тут есть нюанс – при высокой вибрации от мешалок такие перегородки начинают 'играть'. Решили через сайт https://www.njjr.ru выкладывать техкарты по креплению таких узлов.

Самое сложное – расчитать вибронагруженность при работе с вязкими средами. Однажды пришлось переделывать опорные лапы после того, как теплообменник буквально 'прошелся' по площадке при запуске мешалки на полную мощность.

Особенности чистки и валидации

Для нашей компании с ее ориентацией на фарму CIP-мойка стала отдельной головной болью. Классические кожухотрубные теплообменники с их труднодоступными зонами за перегородками – идеальный полигон для биопленки.

Пришлось пересматривать конструкцию – делать съемные пучки с увеличенным шагом между трубками. Но это сразу ударило по теплопередаче. Компромисс нашли в использовании профилированных трубок с турбулизаторами – так и КПД подняли, и зазоры для мойки сохранили.

Сейчас для каждого объекта мы готовим протоколы валидации мойки с тестовыми загрязнителями. Особенно строго с ангидридными средами – они полимеризуются в мертвых зонах намертво.

Экономия которая выходит боком

Как-то раз решили сэкономить на уплотнениях трубных решеток – взяли стандартные EPDM вместо специальных фторкаучуков. Через три месяца теплоноситель на основе гликоля 'съел' прокладки, пришлось останавливать линию ферментации.

Теперь все материалы уплотнений тестируем в реальных средах минимум 500 часов. Даже если заказчик торопит – лучше показать ему разбухшие образцы прокладок, чем потом разбираться с аварией.

Кстати, про стоимость – многие не понимают, почему кожухотрубный теплообменник для фармы в 2-3 раза дороже стандартного. А ведь это не только материалы, но и документация: traceability каждой детали, сертификаты на каждый сварной шов, протоколы паспортизации.

Что в итоге работает

За 10 лет понял – надежнее всего показывают себя разборные конструкции с возможностью механической чистки. Да, они дороже и громоздче, но когда стоит вопрос о простое биореактора стоимостью под миллион евро – лучше переплатить.

Сейчас мы в ООО Наньцзинь Цзиньжи Лёгкой Промышленности Технолоджи Развитие для критичных применений рекомендуем только такие решения. Особенно для систем, где возможны колебания pH или переходные процессы.

Из последних наработок – стали чаще использовать химстойкие покрытия на основе PTFE для трубок. Дорого, но для агрессивных сред альтернатив нет. Главное – контролировать подготовку поверхности перед напылением.

В общем, производство кожухотрубных теплообменников – это постоянный поиск компромисса между эффективностью, надежностью и возможностью обслуживания. И чем сложнее технологический процесс, тем важнее этот баланс.