Dos diferentes tipos de trocadores de calor ao trocador casco-placas: Estudos de Casos

Abstract

O trocador de calor PSHE – Plate and Shell Heat Exchanger – é um tipo de trocador de calor casco-placas. Esse equipamento apresenta, em seu núcleo, uma construção em placas arredondadas, soldadas e projetadas para operar a altas pressões e temperaturas. Falhas neste tipo de permutador foram registradas em curtos períodos de operação. Com o intuito de identificar os modos de falha ocorridos neste tipo de equipamento e obter um referencial bibliográfico sobre o tema, uma metodologia de pesquisa é proposta e um levantamento teórico é realizado. Durante a etapa de pesquisa, o trabalho concentrou-se em obter informações acerca de falhas estruturais em distintos tipos de trocadores de calor. Com a apresentação dos resultados, os estudos de casos pesquisados foram descritos e conclusões úteis ao campo de trocadores de calor casco-placas foram obtidas. Concluiu-se, quanto à metodologia, que mais bancos de dados poderiam ter sido utilizados no levantamento teórico. Entretanto, considerando que o ramo de pesquisa é relativamente novo, acredita-se que foi possível estabelecer um embasamento teórico de possíveis soluções aplicáveis a trocadores, cujos modos de falha estejam relacionados a processos corrosivos ou à concentração de tensões. Além disso, agregou-se material para a avaliação de futuras tomadas de decisão quanto ao emprego ou manutenção de trocadores de placas soldadas.

A Plate and Shell Heat Exchanger is manufactured with round welded plates in its core. These plates are designed to withstand high pressures and temperatures. Failures in this kind of heat exchanger were registered in a short operating period. In order to obtain the failure modes present in this equipment and a theoretical framework concerning this field of study, a research methodology was proposed and a theoretical survey was carried out. During the research stage, this work focused on obtaining information on structural failures in different types of heat exchangers. Presenting the results, researched cases were described, and useful information on the field of plate and shell heat exchangers were obtained. As for the methodology, it was concluded that more databases could be used in the research phase. However, considering that the researched field is relatively new, it’s believed that it was possible to establish a theoretical basis of possible solutions applicable to heat exchangers, which failure modes are related to corrosive processes or to stress concentration. In addition, new material was assembled with the intention to assess future decision-making process, regarding the use or maintenance of welded plate exchangers.