Пластины для теплообменника: виды, толщина, гофрировка и заказ замены по образцу

Пластина делает в теплообменнике основную работу: через неё идёт тепло, она держит давление и вместе с уплотнением разводит среды по каналам. Заменить её можно только в разборном аппарате. Ниже разбираем, чем пластины отличаются друг от друга, как найти нужную по шильду и что прислать поставщику, чтобы получить точное соответствие с первого раза.

Коротко

•      Сменные пластины бывают только у разборных теплообменников. Паяный аппарат при повреждении меняют целиком.

•      Пластины одной модели различаются профилем гофрировки, материалом, толщиной и исполнением портов.

•      Толщина листа обычно 0,4-0,8 мм, у отдельных серий до 1 мм. При замене её сохраняют такой же, как в пакете.

•      Для заказа нужны модель и серийный номер с шильда, число пластин, материал, тип профиля и фото пластины с двух сторон.

•      Замену пластин почти всегда совмещают с заменой уплотнений.

Как пластина работает в пакете

Пластина представляет собой гофрированный лист нержавеющей стали или титана. По углам у неё четыре порта, по периметру канавка под уплотнение, сверху и снизу пазы под направляющие рамы. В пакете каждая следующая пластина развёрнута на 180° относительно предыдущей. Гофры соседних листов упираются друг в друга и образуют решётку точек опоры, между ними получаются извилистые каналы.

Между нечётными пластинами течёт одна среда, между чётными вторая. Уплотнения решают, в какой канал попадёт поток из каждого порта. Если пакет собран правильно, с торца он похож на соты.

У пластины три задачи. Она передаёт тепло через стенку. Она держит давление за счёт точек опоры, поэтому тонкий лист выдерживает рабочее давление аппарата. И она закручивает поток: турбулентность разрушает пристенный слой, теплопередача растёт, отложения садятся медленнее.

Какие пластины стоят в одном аппарате

Какие углы прорублены, указывают в спецификации кодом исполнения портов. Поэтому заказ «пластин на НН 19» без уточнения позиции в пакете может закончиться пересортом.

Профиль гофрировки: жёсткие и мягкие пластины

Почти все пластины разборных аппаратов имеют шевронный рисунок, «ёлочку». От угла шевронов зависит характер канала.

•      Жёсткая пластина. Шевроны стоят круче к направлению потока и сильнее его закручивают. Теплопередача выше, гидравлическое сопротивление тоже выше. Такие пластины берут, когда нужно снять максимум тепла с небольшой площади и есть запас напора.

•      Мягкая пластина. Шевроны вытянуты вдоль потока. Сопротивление ниже, теплопередача скромнее. Подходит для больших расходов, вязких сред и ограниченного напора насоса.

Два типа пластин дают три типа каналов: жёсткий (две жёсткие пластины), мягкий (две мягкие) и смешанный (жёсткая и мягкая рядом). Комбинируя их, инженер настраивает аппарат под задачу. Поэтому два теплообменника одной модели с одинаковым числом пластин могут иметь разную мощность и разное сопротивление.

Если меняете часть пакета, ставьте пластины того же профиля и на те же места. Перекомпоновка профилей меняет мощность и потери давления, поэтому делается только по расчёту.

Материал пластин

Материал подбирают по среде, температуре и требуемому ресурсу. Для ГВС свод правил СП 510.1325800.2022 требует пластины из нержавеющей стали (п. 8.2.3). Подробный разбор с примерами есть в статье AISI 316 vs AISI 304 vs титан, здесь короткая шпаргалка.

Толщина пластины

Типовой ряд толщин для пластин разборных аппаратов: 0,4-0,8 мм, у отдельных серий до 1 мм. Тонкий лист лучше передаёт тепло и дешевле. Толстый держит большее давление, дольше живёт при эрозии и коррозии, стоит дороже.

Толщину закладывает производитель под давление рамы и задачу аппарата. При замене её не меняют. Смешивать в одном пакете листы разной толщины тоже нельзя: сбивается геометрия точек опоры, пакет деформируется неравномерно и начинает течь.

Толщину измеряют микрометром на плоском участке у края пластины. Штангенциркуль по гофре даст ошибку.

Порты и крепление уплотнения

•      Исполнение портов. Какие из четырёх отверстий прорублены и какого они диаметра. Зависит от позиции пластины в пакете и числа ходов.

•      Способ крепления уплотнения. Клеевое или безклеевое, на клипсах и защёлках. От этого зависит форма канавки и то, какие уплотнения подойдут. Об уплотнениях подробно в отдельной статье.

Как определить, какие пластины у вас стоят

1.    Шильд на раме. Производитель, модель, серийный номер, количество пластин, рабочее давление, год выпуска. По серийному номеру завод или дилер поднимает спецификацию пакета. Как читать обозначения разных брендов, разобрано в статье про маркировку.

2.    Паспорт аппарата. В нём есть спецификация пакета: сколько пластин каждого типа и в каком порядке они стоят.

3.    Маркировка на самой пластине. Многие производители наносят на лист тип, материал и толщину. Её видно после разборки.

4.    Обмеры. Длина и ширина пластины, межосевые расстояния портов, диаметр портов, толщина.

5.    Образец. Одна пластина, лучше с уплотнением. Это самый точный способ, особенно если шильд стёрся.

Что прислать для заказа: чек-лист

В каталоге ПромТехРешения есть пластины и уплотнения для разборных теплообменников Ридан, Alfa Laval, Danfoss, Funke, GEA-Kelvion, Sondex, Nord, Clever Heat и других брендов. Если модель не определяется, инженеры подберут пластины по образцу или обмерам.

Замена изношенных пластин или доборка пакета

Пластины заказывают под две разные задачи.

Признаки износа пластин: переток между контурами из-за свищей и сквозной коррозии, вмятины и смятые гофры после гидроудара или превышения давления, трещины по гофрам и у портов, истончение металла. Обычно всё это находят на разборной промывке, поэтому промывку и ревизию пакета удобно делать вместе.

Деформированные пластины меняют. Правка нарушает геометрию гофр и точек опоры, и такой лист снова начинает течь.

Оригинал или аналог

Оригинальные пластины бренда гарантируют совпадение геометрии и паспортных характеристик. Их выбирают для аппаратов на гарантии и для процессов, где простой стоит дороже любой экономии. Минус оригинала у ушедших с рынка брендов в сроках: по данным ПромТехРешения ожидание оригинального оборудования выросло до 3-6 месяцев.

Совместимые пластины выпускают под геометрию конкретной серии. У качественного аналога те же профиль, толщина и марка стали, что у оригинала. Перед заказом попросите у поставщика подтверждение этих трёх параметров и сертификат на металл. Российские аналоги импортных аппаратов мы разбирали в статье об импортозамещении.

Как заказать пластины в ПромТехРешения

Пришлите фото шильда, фото пластины с двух сторон и количество. Инженер определит модель, тип профиля и материал, предложит оригинал или совместимый вариант и назовёт срок. При аварии возможно экспресс-изготовление, доставка по всей России. Если вместе с пластинами нужны уплотнения или промывка, их можно заказать сразу: подробности на странице технического обслуживания теплообменников.

Частые вопросы

Можно ли заменить только несколько пластин в пакете?

Да. В разборном теплообменнике меняют любое количество пластин. Новые должны совпадать с остальными по профилю, материалу и толщине и встать на те же места. Вместе с пластинами меняют уплотнения.

Чем отличаются жёсткие и мягкие пластины?

У жёсткой пластины шевроны стоят круче к потоку: теплопередача и сопротивление выше. У мягкой шевроны вытянуты вдоль потока: сопротивление ниже, теплопередача скромнее. Тип указан в паспорте буквами, например H и L или TK и TL.

Какая толщина пластин нужна?

Такая же, как в исходном пакете. Типовой ряд 0,4-0,8 мм, у отдельных серий до 1 мм. Толщину закладывает производитель под давление аппарата, смешивать разные толщины в одном пакете нельзя.

Можно ли увеличить мощность теплообменника, добавив пластины?

Да, если позволяет длина стяжных шпилек и направляющих рамы. Перед доборкой делают тепловой и гидравлический расчёт, а на новые пластины ставят уплотнения.

Как подобрать пластины, если шильд стёрся?

По обмерам и фото: длина и ширина пластины, межосевые расстояния и диаметр портов, толщина, рисунок гофрировки, форма канавки. Самый точный способ: прислать одну пластину как образец.

Бывают ли сменные пластины у паяного теплообменника?

Нет. В паяном аппарате пластины спаяны в монолитный блок, отдельную пластину заменить нельзя. При повреждении меняют весь теплообменник.