Unter Berücksichtigung von Temperaturunterschieden können wir die drei häufigsten Bedrohungen für die Nutzungsdauer der Flüssigkeit untersuchen:

1. Thermischer Abbau
2. Oxidativer Abbau
3. Prozess oder äußere Kontamination

Thermische Degradation tritt auf, wenn Flüssigkeitsmoleküle mehr Wärmeenergie erhalten, als sie aufnehmen und abtransportieren können. Diese überschüssige Energie bewirkt, dass die Bindungen zwischen den Atomen dieses Moleküls aufbrechen.

In Wärmeübertragungsflüssigkeiten auf organischer Basis – wie Erdöl oder chemische Aromaten – ist thermisches Cracken das Aufbrechen der kovalenten Kohlenstoff-Kohlenstoff- oder Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen, die normalerweise sehr stabil sind und zum Abbau hohe Energiemengen erfordern.

Diese Art des Abbaus ist eine Funktion sowohl der Fähigkeit des Öls, Wärme zu absorbieren, als auch des Wärmeflusses innerhalb der Wärmequelle – der Energiemenge, die die Flüssigkeit während seiner Verweilzeit in Gegenwart von Wärme erhält.

Abbildung 2a zeigt ein vereinfachtes Beispiel dafür, was mit einer typischen Wärmeübertragungsflüssigkeit auf Mineralölbasis mit ISO-Viskositätsgrad 32 beim thermischen Cracken geschieht. Übermäßige Energie spaltet das langkettige Kohlenwasserstoff-Molekül, das mehrheitlich aus 26 Kohlenstoffatomen besteht, in zwei kurzkettige Moleküle mit 12 und 14 Kohlenstoffatomen. Die kurzkettigen Moleküle werden als Leichtsieder bezeichnet, da sie einen niedrigeren Siedepunkt als das langkettige Molekül mit 26 Kohlenstoffatomen haben. Wenn die Konzentration von Niedrigkesseln mit der Zeit zunimmt, nimmt die Flüchtigkeit der Flüssigkeit zu und dies führt direkt zu einer Verringerung des Flammpunkts, des Feuerpunkts und möglicherweise der Selbstentzündungstemperatur.

Abbildung 2a

Abbildung 2b

Abbildung 2a/b: Ein Kohlenwasserstoff in einer Wärmeübertragungsflüssigkeit auf Mineralbasis wird thermisch abgebaut, wodurch leichtere Kohlenwasserstoffe mit niedrigeren Viskositäten und Flammpunkten sowie starke Kohlenstoffablagerungen entstehen (ABBILDUNG 2b).

In einem offenen System, in dem die heiße Betriebsflüssigkeit direkt mit Luft in Kontakt kommt, kann eine Verringerung des Feuerpunkts und des Flammpunkts ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellen und eine sichere Entlüftung oder sogar ein Austausch der Flüssigkeit ist erforderlich.

Ein weiteres Problem beim thermischen Cracken ist die Bildung von koksartigen Rückständen im System (wie in Abbildung 2 dargestellt). Dies tritt auf, wenn beim thermischen Cracken Hochsieder gebildet werden, bei denen es sich um Moleküle mit hohem Kohlenstoff- und niedrigem Wasserstoffgehalt handelt. Da sich diese abrasiven, koksartigen Moleküle weiter bilden und ansammeln, tragen sie dazu bei, Oberflächen in der Wärmequelle zu verschmutzen, Leitungen und Bögen zu verstopfen und Pumpendichtungen zu beschädigen. In Anlagen mit Elektroheizung setzen sich die Rückstände auf den elektrischen Elementen ab und werden mit der Zeit hinweg immer dicker. In einem Ofen lagern sie sich innerhalb der Heizspirale als Schicht ab. In beiden Fällen wirken sie als Isolierung.

Die Rückstände werden dann zu einem Problem, wenn die auf eine bestimmte Temperatur eingestellte Heizung mehr Wärme produzieren muss, da sie für die Erwärmung der Flüssigkeit nicht nur die Rohrwandung, sondern auch die sich darauf abgelagerte kohlenstoffhaltige Schicht überwinden muss. Durch den erhöhten Wärmebedarf steigt in der Anlage die Temperatur TFilm, wodurch sich wiederum die Differenz zwischen TFilm und TTank vergrößert. Dadurch entsteht ein Zyklus der thermischen Zersetzung (siehe Abbildung 3) – überschüssige Wärme verursacht thermisches Cracken der Wärmeträgerflüssigkeit, was zur Bildung von Hochsiedern und zur Anhäufung von Rückständen auf den Heizflächen führt und den Erhitzer zwingt, mehr Energie zu erzeugen, um den TTank der Flüssigkeit aufrechtzuerhalten.

Abbildung 3

Abbildung 3: Thermisches Cracken der Wärmeübertragungsflüssigkeit, das an der Wärmequelle auftritt, kann Hochsieder erzeugen – lange Moleküle, die an der heißen Oberfläche der Wärmequelle oder der Rohrwandung agglomerieren und anbacken. Im Laufe der Zeit bildet sich aus den kohlenstoffhaltigen Rückständen eine Schicht auf der Wärmequelle, die isolierend wirkt. Der Erhitzer muss dann mehr Energie erzeugen, um die Temperatur der Flüssigkeit auf die Sollwerttemperatur zu erhöhen, was wiederum mehr thermische Rissbildung verursacht. Dadurch entsteht ein Zyklus des thermischen Abbaus.

Selbst wenn Systeme bei Temperaturen arbeiten, die als relativ mild angesehen werden, kann sich die Flüssigkeit dennoch thermisch zersetzen bzw. sich ihre Lebensdauer verkürzen.

Um das thermische Cracken erfolgreich anzugehen, ist es wichtig:

Verwenden Sie die richtige Flüssigkeit. Wählen Sie eine Wärmeübertragungsflüssigkeit mit hoher thermischer Stabilität. Flüssigkeiten auf Erdölbasis, die mit stark wasserstoffbehandelten Weißölen formuliert sind, haben beispielsweise im Vergleich zu herkömmlichen Mineralölen eine höhere thermische Stabilität. Die meisten Probleme im Zusammenhang mit lokalisierten oder vorübergehenden Temperaturanomalien sind vermeidbar.

Sicher und ordnungsgemäß entlüften. Durch das Entlüften können Bediener leichte, flüchtige Kohlenwasserstoffe freisetzen, die beim thermischen Cracken aus der Flüssigkeit und dem System entstehen. In den meisten Systemen wird bei der Evakuierung von Niederkesseln ein Teil der heißen Flüssigkeit zum Ausdehnungsgefäß zirkuliert, so dass die Moleküle mit hohem Dampfdruck auf natürliche Weise in die Gasphase wandern und die Flüssigkeit verlassen können. Je nach Systemkonstruktion können die Dämpfe dann in die Atmosphäre freigesetzt oder kondensiert und in einer Trommel oder einem Tank gesammelt und gemäß den örtlichen Vorschriften entsorgt werden.

Es muss frische Flüssigkeit hinzugefügt werden, um den Flüssigkeitsstand nach dem Entlüften aufrechtzuerhalten. Für ein sicheres Nachfüllen darf neue Flüssigkeit niemals direkt in den heißen Ölstrom gegeben werden, sondern ist in den Ausgleichsbehälter oder andere kühle Behälter, die in den Flüssigkeitskreislauf der Anlage eingebunden sind, einzufüllen. Eine kontinuierliche oder längere Entlüftung wird nicht empfohlen, da der Anstieg der Flüssigkeitstemperatur im Ausdehnungsgefäß die Oxidation beschleunigt oder Sicherheitsbedenken hervorrufen kann, wenn sich die Temperatur der mit Luft in Kontakt stehenden Flüssigkeit ihrem Flammpunkt nähert.

Es ist wichtig, das Altölanalyseprogramm des Ölanbieters gut zu nutzen, um die Rate der niedrigen Kesselerzeugung in jedem Betrieb zu verstehen. Mit Entlüftung und Flüssigkeitsanalyse kann festgelegt werden, wie oft und wie lange die Flüssigkeit entlüftet werden muss.

Führen Sie geeignete Verfahren zum Starten und Herunterfahren durch. Anlauf- und Abschaltprozesse sind für viele Fälle von thermischen Rissen verantwortlich. Die Frage ist nicht, wie heiß es wird, es ist vielmehr, wie schnell du versuchst dorthin zu gelangen. Trotz des Drucks, so schnell wie möglich anfahren und die Temperatur hochfahren zu müssen, kann ein schnelles Anfahren und unsachgemäßes Abschalten die Lebensdauer der Flüssigkeit drastisch verkürzen und die Effizienz des Systems verringern. Das Starten einer Anlage bei Umgebungstemperatur und das Hochfahren der Temperatur auf 204-260°C (400-500°F) müssen über mehrere Stunden erfolgen, um einen möglichst minimalen Wärmefluss zu garantieren. Bei Mineralölen fällt die Viskosität von 21°C auf 49°C (70°F auf 120°F) um ungefähr 70 % abfällt. Dies macht einen großen Unterschied in der Reynolds-Zahl und der Fähigkeit, turbulente Strömungen auszuhalten. Beim Hochfahren der Anlage muss die Temperatur langsam angehoben werden, zumindest bis die Reynolds-Zahl der Flüssigkeit hoch genug ist, um eine höhere Aufheizgeschwindigkeit zuzulassen. Mit steigender Temperatur ist der Viskositätsabfall der Flüssigkeit weniger ausgeprägt und daher kann der Temperaturanstieg des Systems aggressiver sein, um die Betriebstemperatur zu erreichen.

Das Abschalten eines Wärmeübertragungssystems kann sich auch zerstörerisch auswirken, wenn die Pumpe zu früh ausgeschaltet wird.

Selbst wenn die Wärme abgeschaltet wurde, enthalten Öfen feuerfestes Material, das mehrere Stunden lang Wärme speichern kann, stehendes Öl in den Rohrleitungen weiter erwärmt und thermische Risse verursacht. Es ist sehr wichtig, die Flüssigkeitszirkulation nach dem Ausschalten der Heizung mehrere Stunden lang aufrechtzuerhalten – bis sie auf 150 abgekühlt ist° F (65° C) – um zu verhindern, dass die Flüssigkeit übermäßiger Hitze ausgesetzt wird.

Tipps zur Reduzierung der thermischen Verschlechterung im System:

• Überwachen und steuern Sie den Wärmefluss des Systems
• Warten Sie die Pumpen
• Verwenden Sie die Flüssigkeitsanalyse, um nach frühen Anzeichen von Ölabbau und Feststoffgehalt zu suchen
• Filtern Sie das Öl kontinuierlich mit Hochtemperatur-Glasmedienfiltern bis zu mindestens 50 μm
• Übernehmen Sie Best Practices für das Starten und Herunterfahren

Oxidation kann durch die Reaktion der Wärmeübertragungsflüssigkeit mit dem Sauerstoff in der Luft erfolgen. Wie bei anderen organischen Stoffen führt die Einwirkung von Sauerstoff zu einem Flüssigkeitsabbau.

Die Oxidation hängt weitgehend mit der Temperatur zusammen. Je höher die Temperatur, desto höher die Oxidationsgeschwindigkeit. Als allgemeine Faustregel gilt: Mit jedem Temperaturanstieg um 10 °C (18 °F) verdoppelt sich die Oxidationsgeschwindigkeit. Nebenprodukte des Abbaus von Mineralöl oder synthetischen chemischen Flüssigkeiten auf aromatischer Basis können Substanzen wie Carbonsäuren, Ketone und Aldehyde sein.

Der erste sichtbare Beweis für den Oxidationsprozess ist:

• Die allmähliche Verfärbung der Flüssigkeit (siehe Abbildung 4)
• Erhöhte Viskosität
• Die Bildung von unlöslichen Verbindungen und Schlamm

Abbildung 4

Abbildung 4: Eine fortschreitende Verfärbung tritt auf, wenn eine Wärmeübertragungs- Flüssigkeit mit der Zeit Sauerstoff ausgesetzt wird.

Oxidationsnebenprodukte sind in Öl nicht sehr löslich und neigen dazu, an kühleren metallischen Oberflächen zu haften oder sich in Bereichen mit geringem Durchfluss wie dem Boden des Expansionsreservoirs abzusetzen. Es ist sehr schwierig, diese Nebenprodukte mit Reinigungs- und Spülflüssigkeiten vollständig zu entfernen.

Durch das Ablassen der Wärmeübertragungsflüssigkeit wird nicht der gesamte Schlamm aus den Rohrleitungen entfernt. Um in einer solchen Situation die ursprüngliche Effizienz der Anlage wiederherzustellen, muss entweder der Schlamm manuell entfernt oder die Anlage mit einem chemischen Reinigungsmittel gespült werden. Wird der saure Rückstand nicht entfernt, verkürzt sich die Lebensdauer der frischen Flüssigkeit, wenn er nicht entfernt wird, da er als Katalysator zur Beschleunigung der Korrosion wirkt. Deshalb ist es wichtig die Oxidationsniveaus der Flüssigkeit zu überwachen und zu steuern. Ein teilweiser Austausch des Systems alle paar Jahre wird viel dazu beitragen, die Effizienz des Systems aufrechtzuerhalten, anstatt zuzulassen, dass die Oxidation ihren Tribut fordert und ein System tagelang zum Reinigen, Spülen und Aufladen herunterfährt.

Um die Oxidation anzugehen, müssen wir die Rolle folgender Faktoren berücksichtigen:

Inertgasabdeckung. In geschlossenen Systemen besteht der effektivste Weg zur Beseitigung der Oxidation darin, eine Inertgasabdeckung im Ausgleichsbehälter zu installieren. Dies beruht auf dem Ersetzen von Luft durch ein Inertgas, da ohne Sauerstoff, mit dem reagiert werden kann, keine Oxidation auftreten kann. Am häufigsten kommt bei der Inertgasabdeckung von Ausgleichsbehältern Stickstoff zum Einsatz. Aber auch Kohlendioxid und Argon werden verwendet. Der Druck des Inertgases wird leicht über Atmosphärendruck gehalten, in der Regel etwa 2 psig (14 kPa). Eine fortlaufende Inspektion und Wartung zur Vermeidung von Undichtigkeiten ist von entscheidender Bedeutung, da Undichtigkeiten den Zweck des Gasabdeckungssystems zunichtemachen und effektiv Geld an die Luft abgeben.

Flüssigkeitswahl. Eine andere Möglichkeit, mit Oxidation umzugehen, besteht darin, eine Flüssigkeit auszuwählen, die die richtigen Oxidationsinhibitoren enthält. Art und Anzahl der verwendeten Oxidationsinhibitoren sowie die Qualität fallen bei jedem Produkt sehr unterschiedlich aus. Einige Flüssigkeiten verwenden keine Antioxidantien, andere verwenden herkömmliche Antioxidantien, während die anspruchsvolleren Wärmeübertragungsflüssigkeiten synergistische additive Chemikalien verwenden, um den hohen Temperaturen von Wärmeübertragungssystemen besser standzuhalten.

Oxidationsinhibitoren wirken auf verschiedene Weise, normalerweise jedoch durch Reaktion mit freien Radikalen und Sauerstoffverbindungen (wie Peroxiden), bevor sie mit den Ölmolekülen reagieren können. Beachten Sie, dass einige auf dem Markt befindliche Flüssigkeiten nicht zugesetzt werden und daher anfälliger für Verschmutzungen sind und eine geringere Oxidationsbeständigkeit aufweisen.

Systeme, die eine große Menge Öl enthalten, sind in der Regel fehlerverzeihender, da es viele Antioxidantien gibt und es eine Weile dauert, ein so großes Volumen zu oxidieren. In diesem Fall sind Erfahrung, Benchmarking und regelmäßige Altölanalyse wichtig, um die Oxidationsbeständigkeit zu beurteilen und die Auswahl der Wärmeübertragungsflüssigkeit zu erleichtern.

Offene Systeme setzen heiße Flüssigkeit ständig der Luft aus, was die Bedeutung der Auswahl eines robusten Produkts mit Antioxidantien erhöht – vorzugsweise eines Produkts, das für die Exposition gegenüber Luft ausgelegt ist. Aber selbst dann ist ein häufiger Austausch erforderlich und die Anlage muss in regelmäßigen Abständen gereinigt oder gespült werden, möglicherweise bei jedem dritten Ölwechsel, wenn eine optimale Effizienz gewünscht wird.

Innere verfahrensbedingte Verunreinigung. Verunreinigungen können sowohl die Komponenten des Wärmeübertragungssystems als auch dessen Flüssigkeit beschädigen. Auch wenn man vermuten würde, dass eine Verunreinigung eher unwahrscheinlich ist, da der Druck auf der Flüssigkeitsseite größer ist, haben die Erfahrungen in der Praxis gezeigt, dass Prozessmaterial in den Flüssigkeitsstrom gelangen kann. Wie dringlich eine Undichtigkeit behoben werden muss, hängt von der Art der Verunreinigung, der verwendeten Flüssigkeit und der Einschätzung der Situation ab. Während es leicht zu erkennen ist, dass ein Leck auftritt, ist es für den Endbenutzer schwieriger, genau zu identifizieren, woher das Leck kommt.

In der Öl- und Gasindustrie kann beispielsweise Prozesskohlenwasserstoffgas in die Flüssigkeit gelangen. Dieses Gas mischt sich sehr gut mit mineralischen oder chemischen aromatischen Flüssigkeiten, wodurch die Viskosität der gesamten Flüssigkeit abnimmt und die Flüchtigkeit zunimmt. Asphalt ist auch eine häufig anzutreffende Verunreinigung, die jedoch die gegenteilige Wirkung entfalten und die Ölviskosität sowie die Anzahl an Hochsiedern, die die Rohrleitungen verschmutzen, drastisch ansteigen lassen kann. Vanadium ist ein verräterisches Zeichen für das Eindringen von Asphalt in das Ölsystem.

In einigen Fällen kann die Verunreinigung gegenüber der Flüssigkeit inert sein, sie kann jedoch mit Feuchtigkeitsspuren unter Bildung saurer oder unlöslicher Verbindungen reagieren, die die Korrosion und den Flüssigkeitsabbau zu beschleunigen drohen.

Externe Kontamination. Über interne Prozesslecks hinaus können Verunreinigungen durch Elemente, Kondensation, Fremdflüssigkeiten und Eindringen in die Luft auftreten. Bei Anlagen mit außenliegendem Ausgleichsbehälter und Entlüftung in die Atmosphäre muss sich auf der Tankoberseite ein 180°-Schwanenhalsrohr befinden. Es gab auch schon Fälle, in denen die dichte Abdeckung abgenommen und vergessen worden war, wodurch Regenwasser und Schnee in den Ausgleichsbehälter gelangen, sodass eine große Menge Wasser und abrasiver Staub durch die Anlage zirkulierten.

Eine weitere gängige Problemquelle ist die Verunreinigung von neuen Anlagen. Gebrauchte Systeme, die z. B. auf Auktionen gekauft wurden, sollten gereinigt und gespült werden, bevor sie an das System angeschlossen werden. Neu konstruierte Wärmeübertragungssysteme werden häufig mit Wasser druckgeprüft, jedoch vor der ersten Beladung selten mit einem nativen Mineralöl gespült, wahrscheinlich um die Projektkosten zu minimieren. Die negativen Auswirkungen von Wasser werden nachstehend beschrieben. Aus diesem Grund sollten neue Systeme mit einer geeigneten und kompatiblen Flüssigkeit gespült werden.

Obwohl Wasser im Wärmeübertragungssystem vom Bediener leicht erkannt werden kann, ist es unversöhnlich und potenziell gefährlich, da es kocht und sich in Dampf verwandelt, während die Flüssigkeit zirkuliert. Wasser beeinflusst verschiedene Flüssigkeiten auf unterschiedliche Weise.

In synthetischen PAO-Ölen der Gruppe IV oder chemischen Aromaten auf Mineralbasis verursacht eine längere Exposition gegenüber Wasser:

• Hydrolyse oder Ausfällung von Öladditiven (in additierten Flüssigkeiten)
• Beschleunigte Korrosion des internen Systems
• Beschleunigte Oxidation
• Pumpenkavitation und Verschleiß
• In die Heißölleitung klopfen und im Ausgleichsbehälter gurgeln oder spritzen

Basierend auf einer realen Ölanalyse scheint Wasser bei Konzentrationen unter 500 ppm (0,05 Gew.-%) keine unmittelbaren Produktivitätsprobleme zu verursachen, obwohl wir auf empfindlichere Systeme gestoßen sind, bei denen niedrigere Konzentrationen spürbare Auswirkungen haben. Wenn keine Auswirkungen zu spüren sind, aber die Ergebnisse von ungefähr 1.000 ppm (0,1 Gew.-%) Wasser alarmierender werden und eine Untersuchung und Entfernung erforderlich machen.

Untersuchen und beheben. Alle Fälle von Kontamination müssen untersucht, behoben und Ihrem Flüssigkeitslieferanten gemeldet werden, um eine Beratung zu möglichen Auswirkungen auf die Metallurgie, das Öl und die Additive bei Betriebstemperatur zu bekommen. Das Know-how der Lieferanten in Bezug auf die chemische Zusammensetzung ihrer Produkte hilft Anlagenbetreibern, sich ein Bild von der Situation zu verschaffen und mögliche Vorgehensweisen zu eruieren. Manchmal kann der Schadstoff evakuiert, verdünnt oder abgekocht werden.

Verhütung. Unternehmen und Bauherren berücksichtigen selten die Kosten einer Systemspülung. Sie gehen davon aus, dass die Reinigung und Inbetriebnahme vom Auftragnehmer durchgeführt wird, der das System in Betrieb nimmt, und dass keine Rückstände oder Wasser aus der Druckprüfung in den Rohrleitungen zurückbleiben. Festzustellen, dass die Druckprüfflüssigkeit nach dem Betrieb nicht aus dem System entfernt wurde, kann sich später als kostspielig erweisen. Im Verhältnis zu den hohen Kosten für eine hochwertige Flüssigkeit, wie einer Flüssigkeit auf Silikonbasis oder Perfluorether, fallen die Ausgaben für eine anfängliche Spülung eher gering aus. Diese Vorgehensweise hat sich bewährt und zahlt sich im Laufe der Zeit aus.

Filter. Bei neuen Systemdesigns, die zunehmend Ölfilter enthalten, ist es wichtig, ein Logbuch der gesammelten Feststoffe in den Ölfiltern oder Sieben zu führen und wenn möglich Fotos beizufügen. Größe, Beschaffenheit und Farbe der Ablagerungen geben entsprechenden Aufschluss. Die Ablagerungen müssen für eine genaue Identifizierung an eine Forschungseinrichtung oder an ein Labor mit modernen Geräten gesendet werden. Die Überprüfung durch Dritte ist wichtig, da Feststoffe aus mehr als einer Quelle stammen können.

Feststoffe aus früheren Flüssigkeiten können sich lange Zeit im System befinden, bevor sie sich lösen und schließlich zum Pumpensieb oder Ölfilter gelangen. Dies ist üblich, wenn gebrauchte Öfen gekauft und in Betrieb genommen werden, ohne vor dem Anschluss an das Hauptsystem gereinigt und gespült zu werden.

Ein weiterer Fall für das Senden von Ablagerungen an ein Labor ist, dass Feststoffe, obwohl sie einen vertrauten Geruch oder eine vertraute Textur haben, sich als etwas anderes herausstellen können. Was wie schwarze, abrasive Kohlenstoffpartikel aussehen könnte, könnte Kupfersulfid sein, das durch den lokalisierten chemischen Angriff von Schwefel, der in den Grundstoffen einiger Flüssigkeiten – vorhanden ist, auf das Kupfer der Messingventile verursacht wird. Wird in einem solchen Beispiel davon ausgegangen, dass es sich um Kohlenstoffablagerungen handelt, würden für den Austausch der Flüssigkeiten oder den zusätzlichen Einbau einer Filtrationsvorrichtung hohe vermeidbare Kosten entstehen. Denn tatsächlich war die Ursache in der Ventilausführung oder der Auswahl der Flüssigkeit zu suchen. Der Umstieg auf eine höherwertige Wärmeträgerflüssigkeit auf Basis hochausraffinierter API Gruppe-II-Grundöle, die kaum Aktivschwefel enthalten, würde sich jedoch als wirksam erweisen.

Es ist wichtig, routinemäßige Wartungsschritte in Betracht zu ziehen, um die Lebensdauer von Wärmeübertragungsflüssigkeiten in Heißölzirkulationssystemen zu verlängern, wie z. B.:

1. Überwachen Sie die Hauptheizung auf Alarme und reagieren Sie schnell, egal ob es sich um ein blinkendes rotes Licht oder eine Meldung auf der Bedienerkonsole handelt.
2. Wenn nicht elektronisch erfasst, messen Sie Schlüsselparameter (Durchflussmengen, Temperaturen, Drücke usw.) an Manometern an verschiedenen Stellen des Systems und stellen Sie sicher, dass die Ergebnisse mit den Konstruktionsspezifikationen übereinstimmen.
3. Verfolgen Sie den Energieverbrauch, die Flüssigkeitstemperatur im Heizer und den TTank am Auslass. Wenn eine konstante Prozesstemperatur erforderlich ist, die Heizung jedoch ihre Leistung erhöhen muss, um die Temperatur der Flüssigkeit stabil zu halten, kann sich die Flüssigkeit langsam verdicken oder Ablagerungen an den Wärmeübertragungsflächen bilden. Beides beeinträchtigt die Effizienz der Anlage.
4. Dokumentieren Sie die Temperatur der Flüssigkeit am Ein- und Auslass der Wärmequelle. Die Differenz muss im Bereich der in der Branche und vom Hersteller empfohlenen Richtwerte liegen.
5. Auch wenn alles reibungslos läuft, empfiehlt es sich, dass ein Mitarbeiter „das System abläuft” und den Expansionstank regelmäßig inspiziert. Sie können eine Anomalie hören oder entdecken, die sonst unbemerkt geblieben wäre, z. B. einen vibrierenden Motor, eine defekte Ölstandsanzeige, eine kavitierende Pumpe oder ein Ölleck. Mit planmäßigen vorbeugenden Wartungsmaßnahmen werden Probleme vermieden, die nicht selten erheblich mehr Kosten verursachen als die Durchführung regelmäßiger Inspektionen.
6. Die Flüssigkeit regelmäßig prüfen. Anhand regelmäßiger Überprüfungen können die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit bestätigt werden. Dies gilt auch für den Flammpunkt und andere Veränderungen, die auftreten können. Vergleichen Sie die Ergebnisse mit den Eigenschaften einer neuen Flüssigkeit.

Eine Anmerkung zur Investition. Die Auswahl des richtigen Wärmeträgerflüssigkeit ist von mehreren Beteiligten innerhalb eines Unternehmens mit entsprechender Sorgfaltspflicht zu treffen. Dabei sind auch die Anwendungsbedingungen gründlich zu analysieren. Käufer sollten sich nicht von einem niedrigen Grundpreis blenden lassen. Abgesehen von der Tatsache, dass die Flüssigkeit eine wichtige Rolle für die Leistung des Systems und die Fähigkeit spielt, Produktionsziele zu erreichen, ist es auch so, dass der niedrigste Preis möglicherweise die folgenden Variablen nicht berücksichtigt:

• Mit der Arbeitssicherheit verbundene Kosten wie Schulung, Ausrüstung und Schutz vor möglicher Exposition gegenüber der Flüssigkeit (in Dampf- und Flüssigkeitsform)
• Frachtkosten für die Lieferung
• Kosten für Abholung, Handhabung und Entsorgung von Altöl und Fässern
• Nachgewiesene Flüssigkeitsleistung über die Frischöldaten hinaus. Die Hersteller sollten in der Lage sein, die Beibehaltung der Frischflüssigkeitseigenschaften (z. B. thermische Stabilität und Oxidationsdaten) nachzuweisen
• Die Hersteller sollten in der Lage sein, die Beibehaltung der Frischflüssigkeitseigenschaften (z. B. thermische Stabilität und Oxidationsdaten) nachzuweisen
• Die Fähigkeit der Flüssigkeit mit dem aktuellen System (z. B. Dichtungen, Dimensionierung des Ausdehnungsbehälters usw.)
• Mischbarkeit mit der aktuellen Wärmeübertragungsflüssigkeit, falls ein teilweiser Austausch erforderlich ist
• Umfang der Haftpflichtversicherung und Sachkenntnis, die der Hersteller bietet
• Flexibilität des Verkäufers, mit Ihnen bei Systemreinigungs- oder Spülprojekten zusammenzuarbeiten, einen ausreichenden Flüssigkeitsbestand bereitzustellen und überschüssige unbenutzte Flüssigkeit zurückzunehmen

Eine regelmäßige Flüssigkeitsanalyse ist wichtig, auch wenn es keinen Grund zur Annahme gibt, dass es Probleme mit dem System gibt. Durch proaktive Überprüfungen können mögliche Probleme frühzeitig erkannt werden, noch bevor kostenintensive Produktivitätseinbußen auftreten oder im schlimmsten Fall sogar die Anlage ausfällt. Überprüfungen ermöglichen zudem eine bessere Planung, da sie den Zeitrahmen für den Wechsel der Flüssigkeit vorgeben können. Hier sind Richtlinien zum Testen der Wärmeübertragungsflüssigkeit:

• Im ersten Betriebsjahr für brandneue Systeme. Alle größeren Probleme im System, die sich auf die Flüssigkeit auswirken können, werden in den Testergebnissen angezeigt.
• Kurz nach einem Flüssigkeitswechsel. Testen Sie die Flüssigkeit nach ein oder zwei Wochen, auch wenn Sie dieselbe Marke verwenden. Die alten Flüssigkeitseigenschaften haben sich ausreichend verändert, so dass Rückstände in den Testergebnissen der neuen Ladung sichtbar werden.
• Jährlich zumindest für große Systeme. Planen Sie einen jährlichen Test als Teil der vorbeugenden Wartungsroutine. Die Ergebnisse liefern einen aktuellen Bericht für Ihre Versicherungsgesellschaft.

Bei der Entscheidung, wie Wärmeübertragungsflüssigkeit getestet werden soll, wird empfohlen, eine Flüssigkeitsprobe an das Labor des Flüssigkeitslieferanten zu senden. Dort können nicht nur die Tests durchgeführt, sondern auch die Ergebnisse interpretiert werden.

Analytiker untersuchen den Gesamtzustand der Flüssigkeit und in einem gewissen Umfang den Zustand im Anlagenkreislauf. Der beste Weg dies zu tun besteht darin, regelmäßige Stichproben zu verwenden, um Trends in den Daten zu bestimmen. Nützliche Informationen können sicherlich aus einem einzelnen Datenpunkt extrahiert werden, aber etablierte Datentrends liefern wertvollere Daten und erhöhen die Genauigkeit einer Diagnose für Planungszwecke.

Ein Testprogramm für Wärmeübertragungsflüssigkeiten sollte mindestens die folgenden Tests durchführen:

Kinematische Viskosität (ASTM D445-18)

Misst den Strömungswiderstand der Flüssigkeit. Ein Anstieg der Viskosität weist auf vorhandene Hochsieder und damit auf eine Verschlechterung der Wärmeübertragungseigenschaften hin. Eine Abnahme der Viskosität deutet auf das Gegenteil hin: das Vorhandensein von Niedrigsiedern (was einen Flammendurchschlag und einen möglichen Temperaturabfall bei der Selbstentzündung bedeutet) und thermische Rissbildung der Flüssigkeit können auftreten. Die Warngrenze liegt bei> 30 %; Zu diesem Zeitpunkt sollten Maßnahmen ergriffen werden, z. B. ein teilweiser oder vollständiger Ölwechsel.

Säurezahl (AN) (ASTM D664-18e2)

Misst saure Verbindungen und ist daher eine indirekte Bestimmung des Ausmaßes, in dem Flüssigkeit oxidiert wurde. Die meisten Frischflüssigkeiten haben ein AN von 0,05-0,10 mg KOH/g, aber erkundigen Sie sich bei Ihrem Flüssigkeitslieferanten, um den Ausgangspunkt für Frischöl zu verstehen. Die Verurteilungsgrenze liegt bei etwa 1,0 mg KOH/g, danach nehmen die Schlammablagerungen tendenziell zu.

Flammpunkt des Cleveland Open Cup (COC) (ASTM D92-18)

Misst die niedrigste Temperatur, bei der sich der Dampf der Flüssigkeit vorübergehend entzündet (bei Kontakt mit einer Zündquelle). Ein Abfall weist häufig auf Verunreinigung und thermische Zersetzung hin. Die Warngrenze ist <300°f><>

Unlösliche Feststoffe

Bestimmt die Konzentration der unlöslichen Stoffe in der Flüssigkeit nach der Filtration durch einen 0,8-Mikron-Filter. Die Messung von organischen Feststoffen weist auf das Ausmaß der Zersetzung der Flüssigkeit hin und gibt an, inwieweit die Anlage möglicherweise verunreinigt ist. Indes können anorganische Feststoffe auf Korrosion und Verunreinigung in der Anlage hinweisen. Die Alarmgrenze für Feststoffe liegt bei >0,5 Gew.-%.

Wassergehalt (ASTM D6304-16e1)

Misst die in der Flüssigkeit vorhandene Wassermenge. Die Warngrenze liegt bei den meisten Systemen bei 1.000 ppm (entspricht 0,1 Gew.-%), es sei denn, niedrigere Konzentrationen haben den Betrieb gestört. Es ist normal, dass Systeme, die konstant arbeiten, niedrigere Wasserkonzentrationen aufweisen als Systeme, die beispielsweise wöchentlich oder zweiwöchentlich anhalten und wieder anlaufen. Abgesehen von Sicherheitsrisiken durch kochendes und plätscherndes Wasser im Ausgleichsbehälter kann ein hoher Wasseranteil zu Korrosion in der Anlage führen und auch die Oxidation der Flüssigkeit und die Bildung von sauren und korrosiven Substanzen beschleunigen. Wasser ist für aromatische Flüssigkeiten am schädlichsten, teilweise weil sie im Allgemeinen nicht addiert werden und daher keine Rost- und Korrosionsinhibitoren aufweisen.

Metallgehalt (ASTM D5185-18)

Bestimmt die Konzentration von ungefähr 25 Elementen gleichzeitig durch induktiv gekoppeltes Plasma (ICP). Die Konzentrationslevel weisen auf mögliche Korrosion bzw. Verunreinigung hin.

Exakte, von Dritten überprüfte Messungen dieser Faktoren bieten nicht nur eine bessere Grundlage für fundierte Entscheidungen im Hinblick auf den Anlagenbetrieb, sie führen auch einen Abgleich mit den Empfehlungen für die Flüssigkeit durch, was sich als sehr wertvoll erweisen kann, wenn ein Wechsel zu ungeplanten Ausfallzeiten und Kosten führt.

Anlagen sind konstruktionsbedingt auf die Eigenschaften einer frischen Wärmeträgerflüssigkeit ausgelegt. Um einen sicheren, planbaren Betrieb zu gewährleisten, muss der Betreiber dafür sorgen, dass die aktuellen Eigenschaften der Flüssigkeit nicht zu stark von denen des Frischöles abweichen. Den Betreibern bieten sich viele Möglichkeiten, mit denen sie proaktiv die Eigenschaften einer frischen Wärmeträgerflüssigkeit so lange wie möglich erhalten können. Dies erlaubt ihnen einen produktiven und sicheren Betrieb der Anlage, bevor ein Wechsel der Flüssigkeit und eine gründliche Reinigung der Anlage unvermeidlich werden. Wir empfehlen ausdrücklich jedem Betreiber, die Anlage, ihre Komponenten und die Flüssigkeit routinemäßig zu überprüfen und Proben der Systemflüssigkeit regelmäßig in einem Labor untersuchen zu lassen.