Avaliação da selagem de trocadores de calor de placas gaxetadas com enfoque na estrutura resina/gaxeta

Abstract

Este trabalho visa avaliar a eficiência de adesivos utilizados em permutadores de calor a placas gaxetadas. Para isto foi utilizado uma bancada de testes desenvolvida em estudos preliminares no laboratório, adaptada conforme norma ASTM D6862-11 (Reapproved 2016) - Standard Test Method for 90 Degree Peel Resistance of Adhesives. Os parâmetros avaliados foram métodos de aplicação, tempo de cura, diferentes elastômeros nas gaxetas, realização de ciclos de pós cura, ensaio a alta temperatura e diferentes adesivos. Como resultado, obteve-se que o método de aplicação referência apresentou força média superior e o tempo de cura (24 h, 48 h e 72 h) não apresentou diferença em relação ao descolamento da gaxeta. Em relação ao material utilizado na gaxeta não foi observada diferente nos resultados de descolamento. Os ciclos de pós cura para o adesivo nitrílico apresentaram resultados inferiores que amostras que curam a temperatura ambiente. Há uma diferença significativa quando ensaiado o as placas com adesivos a temperatura ambiente e a altas temperaturas, sendo que a 80 °C a 140 °C promoveram uma redução na força ensaiada de até 70%. Esta queda está possivelmente atrelada a temperatura de transição vítrea do adesivo. Além disso, A eficiência de adesão do adesivo de base epóxi é mais pronunciada em relação ao adesivo de base nitrílica. Os ensaios apresentaram valores superiores, mesmo considerando o rompimento da gaxeta na fase inicial do deslocamento devido à alta força de adesão do adesivo epóxi. Considerando isto, foi realizado ensaio de vedação com a presença do adesivo. Os resultados elucidam que o adesivo influencia positivamente na capacidade de vedação do conjunto de protótipos para gaxeta / placa. No caso analisado, o adesivo preveniu o escorregamento da gaxeta refletindo em maior resistência ao vazamento em menores níveis de aperto. A maior resistência também é observada quando se aplicou compressão sobre a amostra com adesivo, resultando no aumento de aproximadamente 25% de força no patamar 1,00A, equivalente ao aperto de operação do trocador de calor.