Limpeza exige diagnóstico e controle nos trocadores de calor

Desincrustação mecânica ou química deve considerar o tipo de depósito, os materiais envolvidos e as condições de operação, com inspeção e testes após a intervenção

 A perda de desempenho de um trocador de calor nem sempre está relacionada a uma falha do equipamento. Depósitos de sujeira, incrustações minerais, partículas, matéria orgânica e outros contaminantes podem reduzir a transferência térmica e aumentar a perda de carga, elevando o esforço do sistema. Por isso, a limpeza deve ser definida a partir das condições reais de operação, e não apenas por intervalos fixos.

Entre os métodos utilizados estão a limpeza mecânica, com escovas, jatos de água e outras ferramentas, e a limpeza química, que pode ser realizada sem a desmontagem do equipamento. A escolha depende do tipo e da intensidade da incrustação, do material das superfícies e da compatibilidade química. Procedimentos inadequados, especialmente na concentração ou no tempo de contato dos agentes, podem provocar corrosão ou comprometer componentes.

“Uma alternativa é o sistema Cleaning-in-Place (CIP), que permite realizar a limpeza sem desmontar o equipamento”, orientam os especialistas da equipe de engenharia da Alfa Laval. Segundo a equipe, a seleção dos agentes químicos deve considerar as características dos depósitos orgânicos e inorgânicos, além da necessidade de neutralização das soluções após determinados processos. “O cuidado com os produtos químicos é fundamental. Uma solução inadequada, concentração excessiva ou tempo de contato prolongado pode provocar corrosão ou danificar componentes.”

Inspeção após a limpeza

A etapa posterior à desincrustação é tão importante quanto a própria remoção dos depósitos. É preciso verificar se as superfícies foram efetivamente limpas e se não houve danos provocados pelo procedimento. Em serviços de recondicionamento, essa avaliação inclui inspeção de corrosão, deformações, erosão e detecção de fissuras, além de testes de pressão e substituição de placas danificadas quando necessário.

Em determinadas aplicações, inspeções visuais, endoscopia e testes de estanqueidade podem ajudar a identificar problemas que não são perceptíveis externamente. Após a remontagem, também devem ser verificadas as condições de operação, incluindo temperaturas, vazões, pressão diferencial e possíveis vazamentos.

No caso dos trocadores aletados, a prevenção da corrosão também merece atenção. Entre os tratamentos utilizados pela Agraz estão o Gold Fin e o E-coat, empregados em aplicações que exigem maior resistência à corrosão em ambientes agressivos. A escolha deve considerar as condições ambientais e os requisitos da aplicação.

A manutenção, portanto, não deve ser baseada apenas em um intervalo fixo. Alterações de temperatura, pressão, vazão e desempenho térmico podem indicar a necessidade de intervenção. Monitorar esses parâmetros permite identificar a perda de eficiência antes que a incrustação comprometa significativamente a operação.

A combinação entre diagnóstico, método adequado de limpeza, controle da corrosão e testes pós-manutenção permite recuperar a capacidade de troca térmica sem transformar uma intervenção preventiva em uma fonte adicional de problemas. Para o setor de refrigeração, é uma estratégia que contribui diretamente para eficiência energética, confiabilidade e maior vida útil dos equipamentos.

Exemplo de aplicação

Um exemplo da importância desse diagnóstico vem de um estudo da Alfa Laval realizado com uma empresa de energia distrital na Suécia. Após um ano de acompanhamento das condições operacionais de seis trocadores, verificou-se que parte das limpezas CIP previstas no calendário não era necessária.

O problema era que não havia dados suficientes para saber se todas aquelas limpezas eram realmente necessárias. A incrustação reduz a transferência de calor e, consequentemente, a capacidade de resfriamento disponível. O acompanhamento do desempenho dos seis trocadores e a análise dos dados operacionais mostraram que uma das três limpezas CIP realizadas durante o período de pico poderia ser eliminada.

Segundo a empresa, a revisão do plano resultou em:

• 33% de redução nos procedimentos de CIP durante a temporada de pico;
• 42 horas anuais de parada eliminadas;
• redução no consumo de água e de energia;
• redução das emissões de CO2 ;
• mudança de uma manutenção baseada em calendário para uma manutenção baseada na condição real do equipamento.

O caso reforça que a frequência de limpeza deve acompanhar o comportamento do equipamento. Em outro estudo relatado pela empresa, realizado em uma planta petroquímica na Arábia Saudita, a avaliação das condições dos trocadores permitiu substituir parte das limpezas mecânicas por procedimentos químicos e reduzir o tempo de intervenção.

Após a limpeza, a etapa de verificação é igualmente importante. Temperaturas de entrada e saída, vazão, pressão e perda de carga devem ser comparadas com os parâmetros de operação. Inspeções também podem identificar sinais de corrosão, erosão, deformações ou trincas. A ocorrência de corrosão é especialmente relevante porque pode comprometer a integridade das placas e provocar vazamentos entre os circuitos.

A proteção contra corrosão também começa na especificação e nas condições ambientais. A escolha dos materiais e dos tratamentos superficiais deve considerar a exposição dos componentes à umidade e a agentes agressivos, como ocorre em ambientes industriais ou litorâneos.

Segundo os especialistas consultados, “mais do que simplesmente limpar, a manutenção deve buscar recuperar o desempenho térmico, sem criar novos problemas. Diagnóstico, método adequado, controle do processo e avaliação dos resultados formam, portanto, um ciclo que contribui para maior eficiência, confiabilidade e vida útil do trocador”.

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Resumen (español)

La limpieza de los intercambiadores de calor debe considerar los depósitos, los materiales y las condiciones de operación. Los métodos mecánicos y químicos, incluido el sistema Cleaning-in-Place (CIP), requieren control del proceso e inspecciones posteriores para evitar corrosión y daños. En un caso presentado por Alfa Laval en Suecia, el seguimiento de seis intercambiadores permitió reducir un 33% las limpiezas CIP durante la temporada de máxima demanda y eliminar 42 horas anuales de parada.

Summary (English)

Heat exchanger cleaning should account for deposits, materials and operating conditions. Mechanical and chemical methods, including Cleaning-in-Place (CIP), require process control and subsequent inspections to prevent corrosion and damage. In a case reported by Alfa Laval in Sweden, monitoring six heat exchangers enabled a 33% reduction in CIP procedures during peak season and eliminated 42 hours of downtime annually.