Échangeurs de chaleur: réponses à vos questions

FAQ

Lorsque vous recevez fréquemment des questions sur vos produits et leurs applications, comme nous le faisons chez Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories, des motifs émergent. C'est-à-dire que certains sont plus répandus que d'autres, et les questions sur Hexoloy® carbure de silicium (SiC) et son utilisation pour la fabrication échangeurs de chaleur à coque et à tube sont parmi les plus courantes.

Nous avons répondu à quatre de ces questions ci-dessous.

Q. Qu'est-ce qu'un échangeur de chaleur à coque et à tube?

A: L'échangeur de chaleur à calandre et tube est du type utilisé dans presque toutes les applications industrielles. Les échangeurs de chaleur à base de SiC sont couramment utilisés par l'industrie chimique, par exemple, dans le traitement de l'acide sulfurique. Ce type d'échangeur de chaleur est populaire en raison de sa simplicité (car il n'a pas de pièces mobiles), sa résistance inhérente (car il est cylindrique), sa capacité à supporter des pressions supérieures à 30 bar et des températures supérieures à 260 ° C, ainsi que la facilité d'entretien. , en particulier lorsque les faisceaux de tubes sont amovibles pour la maintenance.

Un autre type courant d'échangeur de chaleur est le type à plaques, qui a ses avantages et ses inconvénients pour des applications spécifiques. Il existe de nombreuses variantes des deux types.

Q: Comment fonctionne le transfert de chaleur dans un échangeur de chaleur à coque et à tube?

A: Tous les échangeurs de chaleur remplissent essentiellement la même fonction: transférer la chaleur d'un liquide ou d'un gaz à un autre sans que les fluides n'entrent en contact direct. Un échangeur de chaleur à coque et à tube, par exemple, a un récipient sous pression cylindrique externe (la coque), deux faisceaux de tubes indépendants qui fonctionnent généralement longitudinalement à l'intérieur et deux fluides séparés, chacun ayant une température différente à son entrée dans le échangeur de chaleur (figure 1).
échangeur de chaleur


Figure 1. L'illustration montre les principaux composants d'un échangeur de chaleur à coque et à tube.

Un fluide s'écoule à travers la coque et donc au-dessus des tubes, et l'autre à travers les tubes. Les chicanes dans la coque créent une turbulence pour diriger le fluide à travers le faisceau de tubes et empêcher les tubes de s'affaisser ou de vibrer.

Q. Quels sont les problèmes liés à la corrosion? Comment sont-ils atténués?

A: La corrosion est le résultat de réactions chimiques complexes entre les tubes de l'échangeur de chaleur et les fluides qui les traversent. Les types et la gravité de la corrosion varient selon les types de fluides et les matériaux à partir desquels les tubes sont fabriqués. La meilleure façon d'atténuer la corrosion est d'utiliser un matériau qui lui est intrinsèquement résistant.

Contrairement aux nombreux autres matériaux utilisés comme tubes d'échangeur de chaleur (par exemple, graphite, hastelloy, tantale), Hexoloy® Le SiC est universellement résistant à la corrosion et à l'érosion, ce qui le rend intrinsèquement plus fiable avec une durée de vie plus longue. De plus, il est extrêmement dur et léger, peut supporter des températures extrêmement élevées et des chocs thermiques et sa conductivité thermique n'est dépassée que par le carbone.

Q: Les tubes des échangeurs de chaleur à coque et à tubes doivent-ils être testés sous pression?

A: Tous les tubes d'échangeur de chaleur doivent être testés sous pression au moment de la fabrication, même ceux destinés à des applications dans lesquelles la pression n'est pas anormalement élevée.

Parmi les autres tests que Saint-Gobain effectue sur ses tubes d'échangeurs de chaleur, chacun est soumis à des tests de pression rigoureux à des niveaux supérieurs à ceux qu'ils connaîtront en service. Il ne s'agit pas seulement d'une mesure de contrôle de la qualité, mais également d'une garantie de sécurité, car toutes les applications, en particulier les environnements à haute pression, peuvent être potentiellement dangereuses.