Molte condizioni possono portare a guasti improvvisi e inaspettati del recipiente a pressione della caldaia

Molte condizioni possono portare a guasti improvvisi e inaspettati del recipiente a pressione della caldaia, spesso richiedendo lo smantellamento e la sostituzione completi della caldaia.Queste situazioni possono essere evitate se vengono messi in atto procedure e sistemi preventivi e seguiti rigorosamente.Tuttavia, non è sempre così.
Tutti i guasti della caldaia qui discussi riguardano il guasto dello scambiatore di calore del recipiente a pressione/caldaia (questi termini sono spesso usati in modo intercambiabile) a causa della corrosione del materiale del recipiente o del guasto meccanico dovuto allo stress termico con conseguente fessurazione o separazione dei componenti.Di solito non ci sono sintomi evidenti durante il normale funzionamento.Il fallimento può richiedere anni o può verificarsi rapidamente a causa di improvvisi cambiamenti delle condizioni.I controlli regolari di manutenzione sono la chiave per evitare spiacevoli sorprese.Un guasto allo scambiatore di calore spesso richiede la sostituzione dell'intera unità, ma per le caldaie più piccole e nuove, la riparazione o la sostituzione del solo recipiente a pressione può essere un'opzione ragionevole.
1. Grave corrosione sul lato acqua: una scarsa qualità dell'acqua di alimentazione originale provocherà corrosione, ma un controllo e una regolazione inadeguati dei trattamenti chimici possono portare a un grave squilibrio del pH che può danneggiare rapidamente la caldaia.Il materiale del recipiente a pressione si dissolverà effettivamente e il danno sarà esteso – la riparazione solitamente non è possibile.Dovrebbe essere consultato uno specialista della qualità dell’acqua/trattamento chimico che conosca le condizioni locali dell’acqua e possa aiutare con misure preventive.Devono tenere conto di molte sfumature, poiché le caratteristiche di progettazione dei vari scambiatori di calore determinano una diversa composizione chimica del liquido.I recipienti tradizionali in ghisa e acciaio nero richiedono una gestione diversa rispetto agli scambiatori di calore in rame, acciaio inossidabile o alluminio.Le caldaie a tubi di fumo ad alta capacità vengono gestite in modo leggermente diverso rispetto alle caldaie a tubi d'acqua di piccole dimensioni.Le caldaie a vapore richiedono solitamente un'attenzione particolare a causa delle temperature più elevate e di una maggiore necessità di acqua di reintegro.I produttori di caldaie devono fornire una specifica che descriva in dettaglio i parametri di qualità dell'acqua richiesti per il loro prodotto, compresi i prodotti chimici accettabili per la pulizia e il trattamento.Queste informazioni a volte sono difficili da ottenere, ma poiché una qualità accettabile dell'acqua è sempre una questione di garanzia, progettisti e manutentori dovrebbero richiedere queste informazioni prima di effettuare un ordine di acquisto.Gli ingegneri dovrebbero verificare le specifiche di tutti gli altri componenti del sistema, comprese le guarnizioni della pompa e delle valvole, per garantire che siano compatibili con le sostanze chimiche proposte.Sotto la supervisione di un tecnologo, l'impianto deve essere pulito, flussato e passivato prima del riempimento finale dell'impianto.I fluidi di riempimento devono essere testati e quindi trattati per soddisfare le specifiche della caldaia.I setacci e i filtri devono essere rimossi, ispezionati e datati per la pulizia.Dovrebbe essere in atto un programma di monitoraggio e correzione, con personale di manutenzione formato sulle procedure corrette e quindi supervisionato da tecnici di processo finché non sono soddisfatti dei risultati.Si consiglia di assumere uno specialista del trattamento chimico per l'analisi continua dei fluidi e la qualificazione del processo.
Le caldaie sono progettate per sistemi chiusi e, se gestite correttamente, la carica iniziale può richiedere un'eternità.Tuttavia, perdite di acqua e vapore non rilevate possono causare l'ingresso continuo di acqua non trattata nei sistemi chiusi, consentire l'ingresso di ossigeno e minerali disciolti nel sistema e diluire i prodotti chimici di trattamento, rendendoli inefficaci.L'installazione di contatori dell'acqua nelle linee di riempimento delle caldaie pressurizzate comunali o dei pozzi è una strategia semplice per rilevare anche le piccole perdite.Un'altra opzione è quella di installare serbatoi di alimentazione di prodotti chimici/glicole in cui il riempimento della caldaia è isolato dal sistema di acqua potabile.Entrambe le impostazioni possono essere monitorate visivamente dal personale di servizio o collegate a un BAS per il rilevamento automatico di perdite di fluido.L'analisi periodica del fluido dovrebbe inoltre identificare i problemi e fornire le informazioni necessarie per correggere i livelli chimici.
2. Grave incrostazione/calcificazione sul lato acqua: la continua introduzione di acqua fresca di reintegro a causa di perdite di acqua o vapore può portare rapidamente alla formazione di uno strato duro di incrostazioni sui componenti dello scambiatore di calore lato acqua, che causerà la metallo dello strato isolante si surriscaldi, provocando crepe sotto tensione.Alcune fonti d'acqua possono contenere minerali disciolti in quantità sufficiente, tanto che anche il riempimento iniziale del sistema può causare l'accumulo di minerali e il guasto del punto caldo dello scambiatore di calore.Inoltre, la mancata pulizia e lavaggio adeguati dei sistemi nuovi ed esistenti e il mancato filtraggio dei solidi dall'acqua di riempimento possono provocare incrostazioni e incrostazioni della batteria.Spesso (ma non sempre) queste condizioni fanno sì che la caldaia diventi rumorosa durante il funzionamento del bruciatore, allertando del problema il personale di manutenzione.La buona notizia è che se la calcificazione della superficie interna viene rilevata abbastanza presto, è possibile eseguire un programma di pulizia per riportare lo scambiatore di calore a condizioni quasi nuove.Tutti i punti del punto precedente relativi al coinvolgimento in primo luogo di esperti di qualità dell’acqua hanno effettivamente impedito che questi problemi si verificassero.
3. Grave corrosione sul lato accensione: la condensa acida proveniente da qualsiasi carburante si formerà sulle superfici dello scambiatore di calore quando la temperatura superficiale è inferiore al punto di rugiada del carburante specifico.Le caldaie progettate per il funzionamento a condensazione utilizzano materiali resistenti agli acidi come acciaio inossidabile e alluminio negli scambiatori di calore e sono progettate per scaricare la condensa.Le caldaie non progettate per il funzionamento a condensazione richiedono che i gas di scarico siano costantemente al di sopra del punto di rugiada, quindi la condensa non si formerà affatto o evaporerà rapidamente dopo un breve periodo di riscaldamento.Le caldaie a vapore sono in gran parte immuni da questo problema poiché tipicamente funzionano a temperature ben al di sopra del punto di rugiada.L’introduzione di controlli di scarico esterni sensibili alle condizioni atmosferiche, di cicli a bassa temperatura e di strategie di spegnimento notturno hanno contribuito allo sviluppo di caldaie a condensazione ad acqua calda.Sfortunatamente, gli operatori che non comprendono le implicazioni dell’aggiunta di queste funzionalità a un sistema ad alta temperatura esistente stanno condannando molte caldaie tradizionali ad acqua calda a guasti precoci: una lezione appresa.Gli sviluppatori utilizzano dispositivi come valvole miscelatrici e pompe di separazione, nonché strategie di controllo per proteggere le caldaie ad alta temperatura durante il funzionamento del sistema a bassa temperatura.È necessario prestare attenzione al buon funzionamento di questi dispositivi e alla corretta regolazione dei comandi per evitare la formazione di condensa nella caldaia.Questa è la responsabilità iniziale del progettista e dell'addetto alla messa in servizio, seguita da un programma di manutenzione ordinaria.È importante notare che i limitatori e gli allarmi per basse temperature vengono spesso utilizzati insieme ai dispositivi di protezione come assicurazione.Gli operatori devono essere formati su come evitare errori nella regolazione del sistema di controllo che potrebbero far intervenire questi dispositivi di sicurezza.
Uno scambiatore di calore del focolare sporco può anche causare una corrosione distruttiva.Gli inquinanti provengono solo da due fonti: carburante o aria di combustione.Dovrebbe essere indagata la potenziale contaminazione del carburante, in particolare olio combustibile e GPL, sebbene le forniture di gas siano state occasionalmente compromesse.Il carburante “cattivo” contiene zolfo e altri inquinanti al di sopra del livello accettabile.Gli standard moderni sono progettati per garantire la purezza della fornitura di carburante, ma il carburante scadente può ancora entrare nel locale caldaia.Il carburante stesso è difficile da controllare e analizzare, ma frequenti ispezioni sui fuochi da campo possono rivelare problemi con la deposizione di sostanze inquinanti prima che si verifichino danni gravi.Questi contaminanti possono essere molto acidi e, se rilevati, devono essere puliti e rimossi immediatamente dallo scambiatore di calore.Dovrebbero essere stabiliti intervalli di controllo continui.Consultare il fornitore del carburante.
L'inquinamento dell'aria da combustione è più comune e può essere molto aggressivo.Esistono molte sostanze chimiche comunemente utilizzate che formano composti fortemente acidi se combinati con aria, carburante e calore derivante dai processi di combustione.Alcuni composti noti includono vapori di liquidi per lavaggio a secco, vernici e svernicianti, vari fluorocarburi, cloro e altro ancora.Anche i gas di scarico di sostanze apparentemente innocue, come il sale per addolcitori, possono causare problemi.Le concentrazioni di queste sostanze chimiche non devono essere elevate per causare danni e la loro presenza spesso non è rilevabile senza attrezzature specializzate.Gli operatori edili dovrebbero sforzarsi di eliminare le fonti di sostanze chimiche all'interno e intorno al locale caldaia, nonché i contaminanti che potrebbero essere introdotti da una fonte esterna di aria di combustione.I prodotti chimici che non devono essere conservati nel locale caldaia, come i detergenti per la conservazione, devono essere spostati in un altro luogo.
4. Shock termico/carico: il design, il materiale e le dimensioni del corpo della caldaia determinano la sensibilità della caldaia allo shock termico e al carico.Lo stress termico può essere definito come la continua flessione del materiale del recipiente a pressione durante il tipico funzionamento della camera di combustione, a causa delle differenze di temperatura operativa o di variazioni di temperatura più ampie durante l'avvio o il recupero dalla stagnazione.In entrambi i casi la caldaia si riscalda o si raffredda gradualmente, mantenendo costante la differenza di temperatura (delta T) tra la linea di mandata e quella di ritorno del vaso a pressione.La caldaia è progettata per un delta T massimo e non dovrebbero verificarsi danni durante il riscaldamento o il raffreddamento a meno che questo valore non venga superato.Un valore Delta T più elevato farà sì che il materiale del recipiente si pieghi oltre i parametri di progettazione e la fatica del metallo inizierà a danneggiare il materiale.Un abuso continuato nel tempo causerà crepe e perdite.Altri problemi potrebbero sorgere con i componenti sigillati con guarnizioni, che potrebbero iniziare a perdere o addirittura a rompersi.Il produttore della caldaia deve avere una specifica per il valore Delta T massimo consentito, fornendo al progettista le informazioni necessarie per garantire in ogni momento un flusso di fluido adeguato.Le caldaie a tubi di fumo di grandi dimensioni sono molto sensibili al delta-T e devono essere strettamente controllate per evitare dilatazioni irregolari e deformazioni del guscio pressurizzato, che possono danneggiare le guarnizioni sulle piastre tubiere.La gravità della condizione influisce direttamente sulla durata dello scambiatore di calore, ma se l'operatore ha modo di controllare il Delta T, il problema può spesso essere corretto prima che si verifichino danni gravi.È meglio configurare il BAS in modo che emetta un avviso quando viene superato il valore Delta T massimo.
Lo shock termico è un problema più serio e può distruggere istantaneamente gli scambiatori di calore.Dal primo giorno di ammodernamento del sistema di risparmio energetico notturno si possono raccontare molte storie tragiche.Alcune caldaie vengono mantenute al punto di funzionamento caldo durante il periodo di raffreddamento mentre la valvola di controllo principale del sistema è chiusa per consentire il raffreddamento dell'edificio, di tutti i componenti idraulici e dei radiatori.All'ora stabilita, la valvola di controllo si apre, consentendo all'acqua a temperatura ambiente di essere reimmessa nella caldaia molto calda.Molte di queste caldaie non sopravvissero al primo shock termico.Gli operatori si sono presto resi conto che le stesse protezioni utilizzate per prevenire la condensa possono anche proteggere dallo shock termico, se gestite correttamente.Lo shock termico non ha nulla a che vedere con la temperatura della caldaia, si verifica quando la temperatura cambia bruscamente e bruscamente.Alcune caldaie a condensazione funzionano con successo a temperature elevate, mentre un fluido antigelo circola attraverso i loro scambiatori di calore.Lasciate riscaldare e raffreddare a differenza di temperatura controllata, queste caldaie possono alimentare direttamente sistemi scioglineve o scambiatori di calore per piscine senza dispositivi di miscelazione intermedia e senza effetti collaterali.Tuttavia, è molto importante ottenere l'approvazione di ciascun produttore di caldaie prima di utilizzarle in condizioni così estreme.
Roy Kollver ha oltre 40 anni di esperienza nel settore HVAC.È specializzato in energia idroelettrica, concentrandosi sulla tecnologia delle caldaie, sul controllo del gas e sulla combustione.Oltre a scrivere articoli e insegnare su argomenti relativi all'HVAC, lavora nella gestione delle costruzioni per società di ingegneria.