Quando fazer o reparo em trocadores de calor?
Equipamentos de troca térmica são o coração de muitos processos industriais e, como tal, exigem cuidados específicos. O reparo em trocadores de calor é uma alternativa estratégica para recuperar a performance original sem a necessidade de um investimento imediato em novos ativos.
Em setores críticos como o de biocombustíveis e geração de energia, a eficiência térmica vai além de uma meta operacional. Ela se posiciona como um requisito de segurança e viabilidade econômica.
Um trocador de calor operando abaixo da sua capacidade ou com vazamentos internos pode comprometer toda a cadeia produtiva, resultando em desperdício de combustível, contaminação de fluidos e riscos ambientais severos.
Entender como técnicas avançadas de manutenção podem transformar a saúde da sua planta industrial. Por isso, neste artigo, exploraremos em profundidade quando é o momento certo para intervir, quais as técnicas de reparo mais eficazes para cada modelo de equipamento e como a expertise da Apema garante que seu ativo retorne à operação com a confiabilidade de um item novo. Acompanhe!
Sinais de alerta: quando o reparo torna-se urgente?
Antes de detalharmos os tipos de reparo, é fundamental identificar os sintomas que o equipamento apresenta. Na rotina industrial, nem sempre a falha é catastrófica. Muitas vezes, ela é silenciosa e progressiva, e apresenta sinais como:
- Queda na eficiência térmica: se a temperatura de saída do fluido de processo não está atingindo o setpoint, mesmo com o aumento da vazão do fluido refrigerante, há grandes chances de fouling — também conhecida como incrustação — ou obstrução parcial dos tubos;
- Aumento da perda de carga (pressure drop): um aumento súbito na pressão necessária para bombear o fluido através do trocador indica que o caminho está obstruído, seja por depósitos químicos ou detritos mecânicos;
- Contaminação cruzada: este é o sinal mais grave. Se houver mistura entre o fluido quente e o frio, existe um furo ou trinca no feixe tubular, nas placas ou na vedação;
- Vazamentos externos: visíveis em juntas, conexões ou nos espelhos, indicam falha em gaxetas ou corrosão galvânica severa.
Leia também: O que são radiadores aletados e como funcionam?
Tipos de reparos em equipamentos recuperáveis
O reparo em trocadores de calor deve ser personalizado de acordo com o tipo construtivo do equipamento. Não existe uma solução única, uma vez que o comportamento térmico e mecânico de um modelo casco e tubo é drasticamente diferente de um trocador de placas.
Trocadores casco e tubo
Estes modelos são componentes cruciais, desempenhando um papel vital no controle térmico e na eficiência dos processos industriais de alta demanda.
Por essa razão, o foco principal na manutenção e reparo destes equipamentos reside, geralmente, na reabilitação do feixe tubular, que constitui o elemento central e mais sensível do trocador.
O feixe tubular é a superfície primária de transferência de calor e, portanto, o ponto mais vulnerável a falhas operacionais devido a estresses térmicos, químicos e mecânicos contínuos. A correta gestão da integridade do feixe é diretamente proporcional à segurança operacional e à otimização do desempenho de todo o sistema.
Radiadores Industriais
Utilizados para resfriamento de óleo, água ou ar em grandes motores e geradores, os radiadores sofrem com a exposição ambiental.
O reparo envolve a limpeza das aletas para garantir o fluxo de ar e a soldagem ou substituição de tubos danificados. A Apema possui tecnologia para recuperar radiadores de grande porte, garantindo que a troca térmica entre ar e fluido seja restabelecida.
Trocadores de Placas Desmontáveis
A grande vantagem deste modelo de trocador de calor a placas é a facilidade e eficácia da manutenção. Diferentemente de outros tipos de trocadores onde o acesso às superfícies de troca térmica é limitado, o design modular do trocador de calor a placas permite um procedimento de reparo relativamente simples e direto.
O processo segue tipicamente as seguintes etapas:
- Abertura do pacote de placas: o primeiro passo consiste em afrouxar os tirantes de aperto e abrir o conjunto do pacote de placas. Isso permite o acesso individual a cada componente de troca térmica.
- Inspeção individual detalhada de cada placa: após a abertura, cada placa é inspecionada meticulosamente. Esta inspeção visual e, por vezes, com o auxílio de testes de estanqueidade, tem dois objetivos principais:
- Busca por furos ou perfurações por corrosão: a corrosão é uma causa comum de falha, levando a vazamentos e contaminação entre os fluidos;
- Verificação de deformações ou danos físicos: placas podem sofrer deformações devido a picos de pressão, choques térmicos ou manuseio inadequado. Deformações podem comprometer o alinhamento e o selamento das juntas;
- Substituição sistemática das gaxetas: as juntas de vedação, responsáveis por garantir a estanqueidade entre as placas, são componentes consumíveis com vida útil definida, influenciada pela temperatura e composição dos fluidos. Mesmo que visualmente pareçam em bom estado, a manutenção preventiva é recomendada para a substituição sistemática de todas as juntas a cada abertura para reparo ou após um período de tempo ou ciclos de operação especificado pelo fabricante.
- Limpeza (se necessário): em muitos casos, a manutenção preventiva inclui a limpeza química ou mecânica das placas para remover incrustações, o que otimiza a eficiência da troca térmica.
- Remontagem e teste de pressão: após a substituição das peças danificadas e das juntas, o pacote de placas é remontado e apertado com o torque especificado. Por fim, é realizado um teste de pressão hidrostática para confirmar a ausência de vazamentos antes do equipamento ser recolocado em operação.
Essa natureza acessível do reparo não só simplifica o processo, mas também reduz o tempo de inatividade (downtime) do equipamento, um fator econômico crucial para muitas indústrias.
Retubagem: solução definitiva para feixes tubulares
A retubagem de trocadores de calor é um dos serviços mais técnicos e recompensadores em termos de custo-benefício. Quando a inspeção por correntes parasitas (Eddy Current) ou o teste hidrostático revela que uma porcentagem significativa dos tubos está comprometida, a retubagem é indicada. Existem duas modalidades principais para este procedimento.
A retubagem parcial é indicada quando o dano está localizado em uma região específica do feixe, frequentemente próximo à entrada do fluido, onde a erosão é maior, substituindo-se apenas os tubos danificados e preservando o restante do conjunto.
Já na retubagem completa, o feixe é totalmente desmontado, de modo que apenas os espelhos e as chicanas são reaproveitados após uma rigorosa avaliação de integridade. Nesse caso, novos tubos, com materiais que podem ser superiores aos originais para resistir melhor ao fluido de processo, são instalados.
Neste processo, o mandrilhamento de tubos desempenha um papel fundamental, consistindo na expansão mecânica da extremidade do tubo contra o furo do espelho para criar uma vedação estanque por interferência mecânica.
A precisão no mandrilhamento é fundamental, pois evita tensões excessivas que poderiam causar trincas por fadiga prematura.
Manutenção de placas desmontáveis e limpeza mecânica
Para os trocadores de placas, o foco da manutenção se volta para a química e a vedação, sendo a limpeza química e mecânica essencial para remover incrustações que agem como isolantes térmicos.
A limpeza química utiliza solventes e ácidos específicos, compatíveis com o metal das placas, para dissolver depósitos calcários ou orgânicos sem agredir a superfície metálica, enquanto a limpeza mecânica envolve o uso de hidrojateamento de alta pressão ou escovação manual para remover detritos sólidos.
Além disso, a manutenção de placas desmontáveis exige atenção especial às gaxetas. Afinal, com o tempo e os ciclos térmicos, o elastômero das juntas perde a memória elástica através da deformação permanente, o que resulta em vazamentos.
A Apema realiza a substituição por juntas de alta performance, como EPDM, nitrílica ou viton, garantindo a estanqueidade do equipamento mesmo em condições severas de pressão e temperatura.
Processos de qualidade no serviço de reparo da Apema
O que diferencia um reparo paliativo de uma recuperação de ativos de classe mundial são os processos de qualidade aplicados durante a execução. Na Apema, seguimos protocolos rigorosos:
Faceamento de espelhos
Após a remoção dos tubos antigos, os espelhos podem apresentar irregularidades ou corrosão. O faceamento em torno ou em fresa garante que a superfície de contato seja perfeitamente plana, essencial para uma vedação correta, tanto no mandrilhamento, quanto na colocação dos cabeçotes.
Expansão e adoçamento
Além do mandrilhamento, realizamos o adoçamento das extremidades dos tubos. Esse processo suaviza as bordas internas dos tubos na entrada do fluido, reduzindo a turbulência e, consequentemente, a erosão de entrada — uma das maiores causas de falhas prematuras em trocadores casco e tubo.
Detecção de vazamentos e teste de estanqueidade
Nenhum equipamento sai da assistência técnica da Apema sem ser testado. O teste de estanqueidade é realizado via teste hidrostático (com pressão superior à de operação) ou teste pneumático, dependendo da aplicação.
Para casos críticos, utilizamos a detecção de vazamentos por hélio ou líquidos penetrantes, garantindo que não existam microfissuras imperceptíveis ao olho nu.
Leia também: Teste de estanqueidade: proteção e eficiência industrial
Maximize a disponibilidade do seu trocador de calor!
Contar com uma assistência técnica especializada garante que o reparo em trocadores de calor siga padrões rigorosos, evitando reincidências de furos ou vazamentos que comprometem a produção. A Apema une décadas de experiência na fabricação de novos equipamentos com uma estrutura de serviços ágil e técnica, capaz de lidar com as demandas mais complexas dos setores de energia e biocombustíveis.
Não permita que a ineficiência térmica drene a rentabilidade da sua operação. O reparo estratégico é o caminho mais rápido e seguro para manter sua planta operando em alta performance!
Entre em contato com nossa assistência técnica e solicite um laudo para o seu equipamento! Nossa equipe de engenharia está pronta para diagnosticar e propor a melhor solução de recuperação para o seu ativo.
