Lämmönsiirtimen valmistusprosessi
Lämmönsiirtimet ovat välttämättömiä laitteita monissa teollisuuden prosesseissa, joissa tarvitaan tehokasta lämmönvaihtoa kahden eri väliaineen välillä.
Yksi yleisimmistä lämmönsiirrintyypeistä on levylämmönsiirrin, joka koostuu useista ohuista metallilevyistä ja niiden ympärille rakennetusta vaipasta. Levylämmönsiirtimiä käytetään laajasti esimerkiksi energia-, elintarvike- ja kemianteollisuudessa, koska ne tarjoavat suuren lämmönsiirtotehon kompaktissa koossa. Levylämmönsiirtimiä on erilaisia, ja niiden valinta riippuu käyttötarkoituksesta. Tiivisteelliset levylämmönsiirtimet ovat suosittuja sovelluksissa, joissa tarvitaan helppoa huollettavuutta, kun taas hitsatut lämmönsiirtimet soveltuvat korkean paineen ja lämpötilan vaatimuksiin.
Levypakan valmistus
Levypakka muodostaa levylämmönsiirtimen ytimen. Se koostuu ohuista metallilevyistä, jotka on muotoiltu erityisellä aaltokuvioinnilla. Tämä kuviointi lisää levyjen pinta-alaa ja ohjaa nesteiden virtauksen lämmönsiirron tehostamiseksi. Levypakan valmistusprosessi sisältää useita vaiheita.
Ensimmäisessä vaiheessa valitaan sopiva materiaali, joka kestää laitteen käyttöolosuhteet. Ruostumaton teräs on yleisin valinta sen korroosionkestävyyden ja mekaanisen lujuuden vuoksi. Erityisen haastaviin olosuhteisiin voidaan käyttää titaania tai kupariseoksia.
Seuraavaksi levyt leikataan tarkasti oikean kokoisiksi esimerkiksi laserleikkurilla. Niihin tehdään myös reiät nesteiden sisään- ja ulosvirtausta varten. Leikattuihin levyihin prässäyspuristimella painetaan aaltoileva kuviointi, joka varmistaa tehokkaan lämmönsiirron ja jäykistää levyn rakennetta.
Kun levyt on muotoiltu, ne kootaan tiiviiksi pakaksi. Tiivisteellisissä lämmönsiirtimissä levyjen väliin asennetaan elastiset tiivisteet, jotka ohjaavat nesteet kulkemaan oikeilla virtausreiteillä. Hitsatuissa rakenteissa levyjen reunat hitsataan kiinni, mikä tekee rakenteesta täysin tiiviin ja mahdollistaa laitteen käytön vaativissa olosuhteissa.
Vaipan valmistus
Vaippa suojaa levypakkaa ja mahdollistaa laitteen liittämisen putkistoihin. Valmistusprosessi on yhtä huolellisuutta vaativaa kuin levypakan teko. Siihen kuuluu vaipan, laippojen ja yhteiden valmistus ja kokoonpano.
Vaippa valmistetaan usein ruostumattomasta teräksestä, joka kestää kemiallista rasitusta ja mekaanista kuormitusta. Hiiliterästä käytetään matalamman korroosioriskin sovelluksissa, mutta se vaatii usein pintakäsittelyn. Materiaalivalinnan jälkeen vaipan runko muotoillaan joko sylinterimäiseksi tai suorakulmaiseksi. Tämä tapahtuu yleensä teräslevyjä leikkaamalla ja taivuttamalla haluttuun muotoon.
Vaipan liitoskohtiin hitsataan yhteet, jotka on tehty putkista ja laipoista. Hitsaus on tärkeä vaihe, sillä se takaa rakenteen tiiviyden ja kestävyyden. Avattavissa vaipoissa toinen pääty kiinnitetään pulttiliitoksilla, jolloin vaippa voidaan avata huoltoa varten.
Kokoonpano
Kun levypakka ja vaippa ovat valmiit, ne kootaan yhteen. Levypakka sijoitetaan tiiviisti vaipan sisälle, ja vaipan päädyt suljetaan joko hitsaamalla tai pulttiliitoksilla. Kokoonpanossa varmistetaan, että levypakka istuu vaipan sisällä tiiviisti ja että kaikki nesteen virtausreitit ovat oikein linjassa. Lopuksi lämmönsiirrin käy läpi perusteellisen testauksen. Tiiveystestit varmistavat, ettei rakenteessa ole vuotoja ja painetestit osoittavat, että laite kestää käyttöolosuhteensa. Visuaalisessa tarkastuksessa arvioidaan hitsien, tiivisteiden ja pintakäsittelyn laatu.
Pintakäsittely ja pakkaus
Lämmönsiirtimen pintakäsittely on tärkeä osa valmistusprosessia, sillä se suojaa laitetta ympäristöolosuhteilta ja pidentää sen käyttöikää. Laitteen ulkopinta maalataan tai pinnoitetaan lisäämään kestävyyttä ja esteettisyyttä. Tämä vaihe toteutetaan tarkkojen standardien mukaisesti, jotta käsittelyn laatu täyttää käyttövaatimukset.
Valmistuksen viimeisessä vaiheessa valmis lämmönsiirrin pakataan huolellisesti kuljetusta varten. Pakkauksen tarkoituksena on suojata laitetta mahdollisilta vaurioilta varastoinnin ja kuljetuksen aikana. Pakkaukseen liitetään myös dokumentaatio, kuten käyttöohjeet, asennusohjeet ja tarvittavat sertifikaatit.
Lähde:
Erkkola, Antti. 2024. Levypakkalämmönsiirtimen korjauksesta aiheutuneet lisätyötunnit ja kustannukset, Turun ammattikorkeakoulun opinnäytetyö.