Olio diatermico e trasferimento energia termica: domande frequenti e risposte da esperti

Gli oli diatermici sono fondamentali, nei processi industriali, per trasferire l’energia termica verso o da un luogo specifico. Ogni sistema di trasferimento di energia termica è progettato sulla base delle proprietà di un olio diatermico, quindi è fondamentale per gli operatori comprendere l’impatto dell’olio sull’efficienza del sistema. Ad esempio, in che modo il degrado del fluido influisce sulle prestazioni del sistema? E quando è necessario rabboccare o sostituire il fluido di trasferimento del calore?

Queste domande e risposte spiegano tutto ciò che gli operatori del settore devono sapere sull’olio diatermico e sulla sua manutenzione.

Domande e risposte da esperti di Olio Diatermico

Qual è il ruolo di un olio diatermico?

L’olio diatermico trasporta l’energia termica da una fonte di calore a un altro luogo. Nella maggior parte dei processi, la fonte di calore è un forno che funziona con combustibile liquido, gas naturale o prodotti del legno, oppure elementi elettrici sommersi che surriscaldano il fluido in circolazione.
Non tutti gli usi, tuttavia, sono così tradizionali. Ad esempio, nelle centrali solari il fluido viene riscaldato dalla luce solare e trasporta il calore per far bollire l’acqua, che a sua volta alimenta turbine a vapore. Nelle applicazioni di recupero del calore di scarto, il fluido viene riscaldato da tubi caldi in cui scorre il gas di scarico caldo recuperato.

Esistono anche casi in cui la reazione chimica o il pezzo fabbricato stesso sono la fonte di calore, mentre la circolazione del fluido trasporta il calore per raffreddare o mantenere la temperatura della reazione.

In che modo l’efficienza e la manutenzione del sistema sono influenzate dall’olio diatermico?

Per qualsiasi sistema di trasferimento di energia termica, i componenti, le dimensioni delle linee, il dimensionamento delle pompe e i calcoli di scambio termico sono tutti basati sulle proprietà dell’olio diatermico per garantire il funzionamento alla massima efficienza.
Ma quando il fluido si degrada, la sua viscosità può aumentare o addirittura diminuire in presenza di un forte cracking termico e può iniziare a trasportare solidi o gas derivanti dalla degradazione o dalla contaminazione.

Per gli operatori delle apparecchiature è importante conoscere le tre modalità di degrado:

• Contaminazione – sia esterna, come la pioggia o la polvere che entrano nel sistema quando manca un coperchio imbullonato, sia interna, come una perdita da un foro che permette al materiale di processo di entrare nel flusso dell’olio caldo, o l’usura dei componenti.
• Ossidazione – il fluido caldo reagisce con l’ossigeno dell’aria. Inizia con l’imbrunimento e l’ispessimento del fluido, ma se non viene curata porta alla formazione di fanghi e all’accumulo di residui acidi in aree a basso flusso e a basso disturbo, come il fondo dei serbatoi o delle vasche di espansione.
• Fessurazione termica – si verifica tipicamente quando le molecole del fluido ricevono più energia termica di quanta ne possano assorbire e trasportare. Può portare alla riduzione del punto di infiammabilità (e del punto di ebollizione) del fluido e all’incrostazione delle superfici di ricezione del calore. Lo strato di carbonio che si deposita funge da isolante, costringendo gli operatori ad aumentare il flusso di calore per mantenere la stessa temperatura di esercizio.

Una volta che si verifica il degrado, i calcoli di scambio termico originali diventano meno accurati e il sistema dovrà essere utilizzato in modo più severo per compensare e produrre risultati simili. Ciò avrà un impatto diretto sulle finanze aziendali, in quanto la necessità di aumentare le temperature a causa dei fluidi ossidati incide sui costi del carburante e dell’elettricità, mentre i materiali insolubili che si raccolgono nelle aree a basso disturbo aumentano la necessità di una manutenzione costosa.

Con quale frequenza e quando è necessario sostituire l’olio diatermico?

Per stabilire la frequenza di sostituzione dell’olio diatermico è necessario considerare due elementi chiave.

1. Il primo è il tipo di applicazione: per esempio, nell’estrusione della plastica, gli ingegneri possono aspettarsi che l’olio duri tra le 4.000 e le 6.000 ore, mentre nello stoccaggio dell’asfalto gli operatori possono utilizzare lo stesso cambio d’olio fino a 25 anni, se la manutenzione è corretta.
2. In secondo luogo, l’attenzione prestata alla manutenzione e ai test giocherà inevitabilmente un ruolo nella longevità di un olio diatermico. Le aziende che analizzano regolarmente i fluidi e si avvalgono dell’esperienza del loro fornitore di fluidi capiranno il tasso di degrado e potranno agire di conseguenza per ridurre o eliminare la necessità di un arresto totale del sistema solo per sostituire i fluidi. Ad esempio, sostituendo regolarmente solo il 10% del fluido si può prolungare la durata di vita del fluido del sistema senza la necessità di una sostituzione completa del fluido.

D’altra parte, coloro che rinunciano ai controlli regolari agiscono in modo reattivo quando la produzione è compromessa, e a quel punto la manutenzione diventa molto più lunga e costosa. Ad esempio, se un sistema funziona tradizionalmente a 550°F (290°C), gli operatori possono vedere il termostato salire a 580°F (305°C) nel corso degli anni, poiché il sistema è costretto a lavorare di più a causa dell’incrostazione delle superfici di scambio termico o dell’aumento della viscosità del fluido.

Nel peggiore degli scenari di degrado, l’olio diatermico non circolerà abbastanza bene per mantenere la produzione, oppure il cracking farà scendere il punto di ebollizione del fluido pericolosamente vicino alla temperatura di esercizio, causando la cavitazione della pompa e creando un significativo problema di sicurezza. Una volta raggiunto il punto di non ritorno, è necessario un arresto totale non pianificato per drenare, pulire, lavare e ricaricare il sistema con olio diatermico nuovo. Questo ha un impatto negativo diretto sui profitti dell’azienda, con una perdita di produzione fino a quattro giorni che si aggiunge ai costosi costi di riparazione.

Gli operatori dovrebbero implementare un programma di analisi dell’olio diatermico usato?

Per stabilire la frequenza di sostituzione dell’olio diatermico è necessario considerare due elementi chiave.

I programmi di analisi dell’olio diatermico usato sono fondamentali per mantenere la sua efficienza ed efficacia. Per gli operatori che stanno pensando di incorporare l’analisi dell’olio diatermico usato nel loro programma di manutenzione, o di estendere il loro normale programma di analisi dell’olio industriale al fluido di trasferimento di calore, è importante esaminare i test offerti, poiché sfortunatamente alcuni dei test eseguiti sui lubrificanti industriali convenzionali sono irrilevanti o assenti per i fluidi di trasferimento dell’energia termica.

Ad esempio, il conteggio delle particelle ISO è utile per gli oli per ingranaggi e idraulici, ma del tutto inutile per gli oli diatermici a causa dell’imbrunimento che di solito si verifica durante l’uso. D’altro canto, la gascromatografia, il test del punto di infiammabilità e la misurazione del contenuto di solidi non fanno normalmente parte del regolare regime di analisi, ma forniscono un’utile indicazione sulle condizioni del fluido.

È inoltre importante notare che i risultati dei metodi di analisi comuni possono cambiare a seconda della modalità di degradazione del fluido. Per esempio, l’ossidazione addensa l’olio, mentre il cracking termico lo assottiglia, quindi è plausibile che l’olio sembri avere una viscosità normale mentre il sistema soffre di entrambi i problemi contemporaneamente. Per evitare che questi problemi vengano trascurati, un’analisi gascromatografica può fornire un quadro chiaro e preciso dell’olio diatermico.

Che cosa si deve considerare quando si sceglie l’olio diatermico?

Quando si sceglie un olio diatermico, una delle idee sbagliate più diffuse è che più è costoso, maggiore sarà la qualità del fluido. Sebbene questo sia vero fino a un certo punto, non racconta l’intera storia. Alcuni oli diatermici, pur essendo costosi per loro stessa natura, si ossidano rapidamente a causa della mancanza di una protezione antiossidante. Le schede tecniche possono essere utili e fornire informazioni sulle proprietà del fluido, ma offrono poche informazioni sulla sua resistenza alla degradazione, che è l’aspetto che garantisce una durata maggiore.

Per evitare di confondersi o di scegliere il fluido sbagliato, gli operatori dovrebbero collaborare con un esperto di lubrificanti che abbia una visione unica della formulazione del fluido e ne condivida il supporto tecnico.

Oltre a questo, è importante cercare le testimonianze dei clienti che offrono una visione onesta delle esperienze di utilizzo dei fluidi. Anche i reparti operativi, di manutenzione e di sicurezza dovrebbero essere coinvolti nelle discussioni insieme all’approvvigionamento, per trovare un fornitore desideroso di fornire un prodotto che soddisfi le esigenze specifiche dell’azienda con un impatto minimo sull’ambiente e sulla salute dei lavoratori. Le migliori pratiche del settore prevedono anche un programma di test dedicato ai fluidi diatermici, nonché un’assistenza tecnica locale e prontamente disponibile per contribuire ad aumentare o mantenere la produttività e ridurre la probabilità di costosi arresti e tempi di inattività non pianificati.