Insbesondere die hervorragenden Eigenschaften der Emaillierung sowie der Rohrgeometrie im Hinblick auf mechanische Stabilität und chemische Beständigkeit machen emaillierte Wärmeaustauscher von THALETEC zu einem zuverlässigen und höchst wirtschaftlichen System.
Herausragendes Merkmal aller THALETEC Wärmeaustauscher ist die patentierte Verbindung der emaillierten Rohre mit dem Rohrboden: Nachdem die emaillieren Rohre und die ebenfalls emaillierten Bohrungen im Rohrboden hoch präzise geschliffen wurden, werden diese nach dem Prinzip eines Querpressverbandes (Schrumpfverbindung) dichtungsfrei miteinander verbunden. Die Schrumpfverbindung gewährleistet zum einen eine flüssigkeits und gasdichte Verbindung. Zum anderen ist die Verbindung in der Lage, hohe Kräfte aufzunehmen (Abbildung 2).
Besonders hervorzuheben ist in diesem Zusammenhang, dass die Verbindung der Rohre mit dem Rohrboden absolut dichtungsfrei erfolgt. Daher gibt es auch keine Einschränkung in den Einsatzgrenzen, wie dies bei Wärmeaustauschern mit Dichtelementen aus PTFE oder Perfluor Elastomeren der Fall ist.
Die Dichtheit der Verbindung wird für jeden gefertigten Wärmeaustauscher, unabhängig von dessen Bauform (als WTU Wärmeaustauscher oder als PowerBaffle) individuell nachgewiesen und dokumentiert.
In regelmäßigen Abständen werden zusätzlich Festigkeitsversuche der Rohr Rohrbodenverbindung durchgeführt. Dazu wird ein Versuchsmuster hergestellt und die Kraft ermittelt, die erforderlich ist, ein Rohr aus der Bohrung herauszuziehen.
Abbildung 4 zeigt einen Screenshot des Kraft Weg Diagramms, welches bei der Durchführung des Versuchs aufgezeichnet wurde. Man erkennt dass sich das emaillierte Rohr zunächst um etwa 1,8 mm dehnt, ohne das es zu einer Beschädigung des Emails kommt, wenn die Zugkraft aufgebracht wird. Erst beim Erreichen einer Zugkraft von etwa 32 KN (das sind 3,2 Tonnen!), löst sich das Rohr.
Einige Zahlen gefällig?
Einige Zahlen verdeutlichen gut die Festigkeit und die Stabilität der Verbindung zwischen Rohren und Rohrboden:
- Bei den gegebenen Abmessungen ergibt sich beim Zugversuch eine Lösekraft von etwa 32,000 N je Rohr, das sind 3,2 Tonnen. Bei dieser als Zugkraft auf das einzelne Rohr aufgebrachten Last verschiebt sich das Rohr zum ersten Mal in dem Presssitz.
- Rechnet man diese Lösekraft auf einen hydraulischen Druck um, der im Innern des Rohres herrschen müsste, so ergibt sich ein Wert von 1040 bar! Das heißt: Erst bei einem Innendruck im Wärmetauscher von 1040 bar würde sich das Wärmeaustauscherrohr lösen! Bei einem üblichen Betriebsdruck von 6 bar ergibt sich so eine Sicherheit gegen Versagen von 173! Selbst bei einem Innendruck von 25 bar beträgt die Sicherheit noch 42!
- Aufgrund der Lösekraft von etwa 3 Tonnen ergibt sich im Rohr selbst eine Materialausnutzung von nur etwa 60%. Der Werkstoff beziehungsweise das Bauteil weisen eine sehr hohe Stabilitäts und Festigkeitsreserve auf, was das Wärmetauscher System auch für mechanisch besonders hoch beanspruchte Anwendungen einsetzbar macht.
- Der Versuch zeigte auch, dass das Rohr, nachdem es sich zum ersten Mal gelöst hatte, immer noch fest im Presssitz sitzt. Auch die Dichtheit der Verbindung ist weiterhin gewährleistet. Das bedeutet, dass es selbst bei einmaliger Überlastung der Verbindung nicht zu einem totalversagen der Verbindung kommt. Das System kann weiterhin sicher betrieben werden.
Fazit
Emaillierte THALETEC Wärmeaustauscher sind sehr effiziente Systeme für den Wärmeaustausch in chemisch anspruchsvollen Anwendungen. Die regelmäßige Überprüfung der technischen und mechanischen Eigenschaften der Rohr Rohrboden Verbindung stellt eine gleichbleibend hohe Qualität sicher und gewährleistet eine hohe Betriebssicherheit. Durch die dichtungslose Rohr Rohrboden-Verbindung mit Hilfe einer Schrumpfverbindung sind THALETEC Wärmeaustauscher universell in der chemischen und pharmazeutischen Industrie anwendbar. Auch die mechanisch herausfordernde Anwendung von Wärmeaustauschern als PowerBaffles (siehe Video) wird mit hoher Betriebssicherheit beherrscht.
Wenn Sie mehr über die emaillierten Wärmeaustauscher von THALETEC erfahren möchten, werfen Sie einen Blick auf unser Workshop „Maximaler Wärmeaustausch in emaillierten Apparaten“ (Flyer K059).