Plate heat exchanger (PHEs) 는 얇은 금속 플레이트 스택을 통해 두 유체 간에 열을 전달하는 컴팩트한 장치입니다. in a 에서가스킷판 열교환기각 플레이트에는 탄성체 gasket 을 보유하는 그루브가 있으며, 플레이트는 프레임에 함께 고정됩니다.이 설계는 두 유체가 교차 채널 (종종 역전류) 에서 흐르도록 강요하여 온도 차이와 열 전달 효율을 극대화합니다.가스킷은 누출을 방지하고 뜨거운 유체와 차가운 유체를 분리합니다.
PHEs 는 많은 산업에서 사용됩니다.HVAC 시스템 냉장 및 냉장화학 가공 및식품 / 음료 생산.위생적 응용 (유제품, 식품, 음료, 제약품) 에서, gasket 는 엄격한 청결과 FDA (식품 등급) 표준을 충족해야합니다.가스켓 재료의 선택은 밀봉 성능뿐만 아니라 장기적인 신뢰성에도 영향을 미칩니다.일반적인 가스켓 재료는 다음과 같습니다.EPDM 에 대한 에틸렌 - 프로필렌 - 디엔 단량체 (ethylene - propylene - diene monomer)NBR 에 대한 리뷰 보기 니트릴 - 부타디엔 고무 (nitrile - butadiene rubber) 및Viton ® Fluoroelastomer (플루오에라스토머, FKM)각각의 온도 제한과 화학적 호환성이 다릅니다.
개스킷은 각 쌍의 플레이트 사이의 씰 역할을합니다.유체가 입구 포트를 통해 플레이트 팩에 들어올 때, gasket 는 유체가 적절한 채널에 남아 올바른 출구를 통해 나가는 것을 보장합니다.밀봉을 만들어 두 유체를 완전히 분리하고 혼합을 방지하는 gasket 를 만듭니다.이러한 분리는 매우 중요합니다: 누출 또는 교차 오염은 열 효율을 극적으로 감소시키고 제품 품질을 손상시킬 수 있습니다.
니트릴 / EPDM / Viton 가스킷은 쉬운 유지보수를 제공합니다.
Gasketed Plate Heat Exchanger 의 단면도빨간색과 파란색 채널이 번갈아 있으면 각 플레이트 사이에 탄성체 가스킷 (짙은 회색) 으로 분리된 뜨거운 유체와 차가운 유체 흐름을 나타냅니다.플레이트 스택은 볼트로 고정되고 캐리어 바에 의해지지됩니다.
밀봉 외에도, 가스킷은 판 가장자리를 파편과 세척 화학물질으로부터 보호합니다.잘 선택된 가스켓 재질은 청소 절차에 사용되는 오염 및 염성 또는 산성 용액을 저항합니다.사실, 개스킷은 유지보수 및 가동 중지 시간을 최소화함으로써 깨끗한 흐름 통로를 유지하고 장비 수명을 연장하는 데 도움이됩니다.신뢰할 수 있는 가스켓이 없으면 플레이트 교환기는 효율성을 빠르게 잃거나 스케줄이 잡히지 않은 수리가 자주 필요합니다.
플레이트 열교환기 가스킷은 일반적으로 세 가지 엘라스토머 제품군 중 하나로 만들어집니다.각 제품은 견딜 수 있는 유체와 조건에 따라 선택됩니다.
에틸렌 - 프로필렌 - 디엔 단량체 (Ethylene - Propylene - Diene Monomer) - EPDM 은 열, 물 및 증기에 대한 저항성으로 평가되는 합성 고무입니다.그것은 일반적으로 약 - 25 °C 에서 대략 150 - 180 °C 까지의 서비스 온도를 처리 할 수 있습니다. EPDM 은 뜨거운 물, 증기, 많은 산과 알칼리 (강한 산화 물질을 제외하고), 심지어 오존이나 햇빛을 저항합니다.이것은 온수 가열, 저압 증기, 냉장 (글리콜 루프), 위생 (식품 / 유제품) 공정에서 일반적입니다.그러나 EPDM 은 석유 오일과 유기 용매에 의해 공격을 받습니다 - 연료에 노출되면 부풀어 나빠집니다.
NBR (Nitrile - Butadiene Rubber) 니트릴 부타디엔 고무 - 니트릴 (Buna - N) 은 오일 및 연료 내성으로 인정받습니다.그것은 약 - 15 °C 에서 약 110 - 140 °C 까지 안정적이고 탄력적으로 유지된다. NBR 가스킷은 일반적으로 유체에 오일, 연료, 윤활유 또는 물과 혼합되는 냉각제가 포함될 때 사용됩니다.그들은 엔진 오일 냉각기, 유압 오일 열교환기 및 연료 취급 시스템에서 잘 밀봉됩니다. NBR 은 뜨거운 물과 소금을 처리 할 수 있지만 강한 산성에서 분해되며 고온 증기를 견딜 수 없습니다.
Viton ® (Fluoroelastomer, FKM) - Viton 은 뛰어난 열 및 화학 내성을 가진 프리미엄 고무입니다.그것은 넓은 범위 (일반적으로 - 15 °C 에서 약 180 °C 까지) 를 허용합니다. Viton gasket 은 강한 산 (예: 황산), 가해성 용액 (수산화나트륨), 탄화수소, 연료 및 고온 열 전달 오일에 저항합니다.그들은 일반적으로 화학 공장, 정제공장 및 공정 유체가 매우 공격적인 곳마다 사용됩니다. Viton 의 단점은 높은 비용과 강성입니다 : 압축하기가 더 어렵고 더 높은 클램핑 힘이 필요합니다.
실제로, 가스킷 선택은 종종 미디어에 따라 수행됩니다.
뜨거운 물이나 스팀? EPDM 을 사용하십시오.
기름이나 가솔린? NBR 을 사용하십시오.
가혹한 화학 물질이나 매우 높은 열? Viton 을 사용하세요.
유체와 가스켓 재료를 일치시키면 조기 분해가 방지되고 안정적인 밀봉이 보장됩니다.
설계 온도 및 압력:
모든 교환기에는 최대 작동 조건이 있습니다.예를 들어, 많은 가스킷이있는 PHEs 는 최대 ~ 180 °C 및 36 bar 로 평가됩니다.가스켓 재료는 최대 공정 온도를 견딜 수 있어야 합니다 (안전 한계를 포함). EPDM 의 상한은 ~ 150 - 180 ° C, NBR 의 ~ 110 - 140 ° C, Viton 의 ~ 180 ° C 입니다.마찬가지로, 가스켓은 시스템 압력 하에서 밀봉되어야 합니다; 매우 높은 압력 (수십 바) 은 압출되거나 누출되지 않는 내구성 탄성체가 필요합니다.
화학적 저항성 및 청소 호환성: 산업용 열교환기는 종종 강한 알칼리성, 산성 및 세제로 자동화 된 청소를 받습니다.가스켓은 공정 유체와 세척제 모두에 저항해야 합니다. EPDM 은 많은 알칼리성 세척제와 CIP 세척 용액 및 증기 세척에 일반적으로 사용되는 온화한 산을 견딜 수 있습니다. NBR 은 알칼리성 / 산성 세척제에 대한 내성이 낮으며 용매에 의해 공격됩니다. Viton 은 손상없이 거의 모든 CIP 화학 물질을 견딜 수 있습니다.
식품 등급 및 규정 요구 사항: 식품, 유제품, 음료 및 제약 응용 분야에서는 가스킷이 FDA 또는 EU 식품 접촉 표준을 충족해야 합니다.식품 등급의 EPDM 및 NBR 화합물 (종종 흰색 또는 검정 고무 인증) 은 널리 사용할 수 있으며 FDA 21 CFR 또는 EU 규정을 준수합니다.특수 Viton 등급 (예: 흰색 FDA 승인 FKM) 은 위생 서비스를 위해도 제공됩니다.항상 가스켓 재료가 의도된 응용 분야에 필요한 식품 안전 인증을 받았는지 확인합니다.
열 및 기계적 안정성 (Thermal and Mechanical Stability) 가스킷은 엘라스토머이며 특히 열 및 기계적 응력 하에서 시간이 지남에 따라 노화됩니다.주요 특성에는 압축 세트 (클램프 후 영구 변형) 와 열 노화에 대한 저항성이 있습니다. EPDM 및 Viton 과 같은 Elastomers 는 좋은 노화 성능을 위해 공식화됩니다; 고온에서 NBR 은 탄성을 더 빨리 잃을 수 있습니다.경도 (경도계) 도 중요합니다: 전형적인 PHE 가스켓은 약 60 - 75 Shore A 입니다.가스켓 모양 (클립 - 온, 전체 면 등)판의 설계와 일치해야 하며, 압출 없이 밀봉할 수 있도록 적절한 압축을 허용해야 합니다.
작동 프로파일 (온도, 압력, 화학 물질 및 청소 방법) 에 게시트 재료를 신중하게 일치시키면 씰이 단단히 유지되고 교환기가 효율적으로 작동하도록 보장됩니다.
아래 표에서는 세 가지 일반적인 가스켓 재료의 주요 특성 및 용도를 비교합니다.
특성 / 특성 | EPDM 에 대한 | NBR (니트릴) | Viton ® (FKM) |
일반적인 온도 범위 | - 40 °C ~ 150 ~ 180 °C | - 20 °C ~ 110 ~ 140 °C | - 15 °C 에서 180 °C |
물 / 증기 서비스 | 우수 (증기, 뜨거운 물) | 좋은 (차갑고 따뜻한 물) | 좋은 ( 뜨거운 물을 처리; 약간의 증기) |
오일 / 연료 저항성 | 불량 (석유 팽창) | 우수 (연료, 윤활유) | 우수 (연료, 아로마틱) |
산성 / 알칼리성 저항성 (Acid / Alkali Resistance) | 좋은 (많은 산 / 알칼리; 참고 참조) | Poor (Strong Acids / Alkali 에 민감함) | 우수 (강한 산 / 알칼리 저항) |
CIP 호환성 | 높은 (苛성 물질에 저항, 많은 세척제) | 제한된 (강한 구독 물질 / 산을 피하십시오) | 매우 높음 (침략적인 세제 저항) |
Food - Grade Available | 예 (FDA / EU 승인 등급이 있습니다) | 예 (식품 등급의 화합물로 사용할 수 있음) | 예 (특별 식품 등급으로 제공됩니다) |
Mechanical 특성 | 유연성 / 탄력성; 좋은 저온 유연성 | 높은 마모 저항성, 높은 인장 강도 | 강성 (고경성); 높은 인장 강도 |
일반적인 응용 프로그램 | 뜨거운 물 / 증기 시스템, 위생 | 오일 / 연료 냉각기, 유압 시스템 | 화학 가공, 석유 화학 |
장점 | 낮은 비용; 우수한 날씨 / 오존 저항성 | 탁월한 오일 / 연료 호환성; 경제성 | 우수한 열 / 화학 저항성, 가혹한 환경에서도 내구성 |
한계점 | 탄화수소 공격, 제한된 고온 사용 | 고온 증기 또는 강한 화학 물질에 적합하지 않습니다. | 더 높은 비용, 더 단단한 (더 많은 클램프 힘이 필요함) |
EPDM, NBR 및 Viton gasket 재료의 전형적인 특성 및 매체 호환성 비교
EPDM 에 대한 뜨거운 물과 증기로 우수합니다 (HVAC 또는 식품 저온 살균에 이상적입니다),
NBR 에 대한 리뷰 보기 오일과 연료 (자동차 또는 유압 냉각기에서 일반적) 에 능숙합니다.
및비톤 (Viton) 공격적인 화학 물질과 높은 열을 처리합니다 (정유 공장 및 화학 공장에서 사용됩니다).공정 유체 및 조건에 맞는 재료를 선택하면 조기 가스켓 고장 및 누출을 방지할 수 있습니다.
효율적이고 오래 지속되는 작동을 위해 올바른 가스켓 재료를 선택하는 것이 중요합니다.적절하게 일치하는 가스켓은 압력과 열에서 급속한 분해없이 밀봉을 유지합니다.예를 들어, 오일 히터에 EPDM 을 사용하면 붓고 누출됩니다; 150 ° C 증기를 가진 NBR 을 사용하면 건조되고 균열이 발생합니다.두 가지 오류 모두 계획되지 않은 가동 중지와 비용이 많이 드는 수리로 이어집니다.
가스켓이 유체 및 세정 화학 물질과 호환되는 경우, 교환기는 최소한의 누출 및 유지 보수로 설계된 용량으로 작동합니다.이러한 가스켓은 탄성을 유지하면서 많은 열 사이클과 현장 청소 루틴을 견딜 수 있습니다.이렇게 하면 에너지 손실 (우회 누출로 인한) 을 최소화하고 유체의 교차 오염을 방지합니다.시간이 지남에 따라 가동 시간을 향상시키고 유지 보수 간격을 연장할 수 있는 올바른 가시선을 선택합니다.
개스킷은 판 열교환기의 작은 부분처럼 보일 수 있지만, 그 기능에 필수적입니다.판을 밀봉함으로써, gasket 은 PHEs 가 제공하는 소형, 고효율 열 전달을 가능하게 합니다.올바른 가스켓 재료는 응용 분야에 따라 달라집니다: 온도, 압력, 화학 환경, 청소 절차 및 규제 요구 사항을 고려해야합니다.
적절하게 선택되고 유지 관리되면 패스킹 플레이트 열교환기는 수년간 안정적이고 효율적으로 작동합니다.
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