Incrustação

Desde o primeiro momento de funcionamento de um trocador de calor, inicia-se a formação da incrustação. Devido às variações de temperatura e principalmente das propriedades físico-químicas dos fluidos de trabalho, tem-se sempre uma taxa de formação para cada condição de operação.

Dentre os principais mecanismos de formação da incrustação, Bott (1995) relacionou:

• Deposição de partículas: Neste mecanismo, tem-se uma grande influência da geometria, pois a deposição se dá pela atuação da força da gravidade. Entretanto, não é verificada de forma acentuada quando a velocidade do escoamento é alta.

• Cristalização: Este mecanismo está diretamente ligado à temperatura de trabalho. Através do aumento ou diminuição da temperatura pode-se atingir insolubilidade, e assim ocorrer uma cristalização de sais. No refino do petróleo, tem-se a passagem da carga (mistura de vários tipos de petróleo) pelos trocadores antes da torre de destilação. O pré-aquecimento do cru (carga) acontece em duas etapas: uma antes e outra após as dessalgadoras. O objetivo das dessalgadoras é retirar boa parte dos sais presentes no petróleo. Estes sais podem ter sua insolubilidade originada pelo aumento ou diminuição da temperatura, o que complica o controle da cristalização.

• Solidificação da incrustação: Quando se tem a incrustação, geralmente no estado líquido se movimentando dentro do trocador, poderá ocorrer a solidificação desta incrustação na parede do trocador. Incrustação devido à corrosão: Este processo pode ser iniciado pela presença de impurezas ou mesmo pela reação natural dos compostos de oxigênio e hidrogênio. A deterioração e perda de material em um ponto da tubulação seguida pela deposição deste material em outro ponto representa a formação da incrustação devido à corrosão.

• Formação de incrustação por reação química: Este mecanismo não é uma exclusividade das refinarias. Indústrias químicas e de processamento de alimentos 21 também podem ter este tipo de problema. A deposição dos asfaltenos, oxidação dos óleos lubrificantes, formação de coque durante o craqueamento de hidrocarbonetos leves, formação de lama e deposição de produtos de carvão são as possíveis reações que conduzem à deposição. No caso da formação de lama, tem-se como resultado da, reação química um polímero geralmente insolúvel. Nos demais casos, têm-se como resultado a deposição do coque, ácidos orgânicos e mais freqüentemente grandes moléculas de produtos pesados.

• Crescimento biológico nas superfícies do trocador de calor: Este mecanismo de formação é usualmente identificado quando se trabalha com sistemas aquosos e temperaturas próximas à temperatura ambiente. A presença de material biológico na superfície dos trocadores de calor pode promover outros mecanismos de formação da incrustação. É comum encontrar oxidação junto ao crescimento biológico nas superfícies de trocadores