بائی پاس لیکیج بیرونی ماحول میں رساو نہیں ہے، بلکہ ایک اندرونی شارٹ کٹ-شیل-ٹیوب بنڈل کے ارد گرد بہنے کی بجائے اس کے اطراف میں بہتا ہے۔ یہ اندرونی بائی پاس حرارت کی منتقلی کی سطح کے علاقے کو ضائع کرتا ہے اور ایکسچینجر کی تاثیر کو کم کرتا ہے، پھر بھی یہ باہر سے پوشیدہ رہتا ہے۔ کے راستوں اور اسباب کو سمجھنابائی پاس لیکیج PTFE ہیٹ ایکسچینجرکارکردگی کے نقصان کی تشخیص اور مؤثر مرمت کی منصوبہ بندی کے لیے مسائل ضروری ہیں۔ یہ گائیڈ عام رساو کے راستوں، ان کی وجوہات، اور اصلاحی اقدامات کی وضاحت کرتا ہے جو تھرمل کارکردگی کو بحال کرتے ہیں۔
بائی پاس رساو کیا ہے اور اس سے کیا فرق پڑتا ہے؟
شیل-اور-ٹیوب ہیٹ ایکسچینجر میں، شیل-سائیڈ فلوئڈ کا مقصد ٹیوب بنڈل میں بہنا ہوتا ہے، جس کی رہنمائی چکرا جاتی ہے۔ بائی پاس رساو اس وقت ہوتا ہے جب اس سیال کا ایک حصہ چھوٹا، کم-مزاحمتی راستہ اختیار کرکے ٹیوبوں کے ساتھ رابطے سے گریز کرتا ہے۔ سیال درجہ حرارت میں بہت کم یا بغیر کسی تبدیلی کے ایکسچینجر سے باہر نکلتا ہے، جس سے حرارت کی منتقلی کی مجموعی شرح کم ہوتی ہے۔
PTFE ہیٹ ایکسچینجرز کے لیے، جن میں دھاتی اکائیوں کے مقابلے میں پہلے سے ہی کم تھرمل چالکتا ہے، بائی پاس کا رساو خاص طور پر نقصان دہ ہے۔ 20% کا بائی پاس بہاؤ حرارت کی منتقلی کے موثر گتانک کو 25-35% تک کم کر سکتا ہے کیونکہ بائی پاس شدہ سیال حرارت کے تبادلے میں حصہ نہیں لیتا ہے۔ مسئلہ اندرونی ہے اور بیرونی بصری معائنہ یا پریشر ٹیسٹنگ-صرف تھرمل کارکردگی کی نگرانی یا اندرونی جانچ کے ذریعے اس کا پتہ نہیں لگایا جا سکتا۔
PTFE ہیٹ ایکسچینجرز میں پرائمری بائی پاس رساو کے راستے
تین الگ الگ راستے شیل-سائیڈ فلوئڈ کو ٹیوب بنڈل کو بائی پاس کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔
1. بنڈل-سے-شیل کلیئرنس (کنولر بائی پاس)
بیرونی ترین ٹیوبوں اور خول کی اندرونی دیوار کے درمیان ہمیشہ ایک خلا ہوتا ہے۔ ٹیوب بنڈل کو ڈالنے اور ہٹانے کی اجازت دینے کے لیے یہ کنڈلی جگہ ضروری ہے۔ کنویں کے ڈیزائن کردہ ایکسچینجر میں، بہاؤ کو روکنے کے لیے اس خلا میں سیلنگ سٹرپس (جسے بائی پاس سیل بھی کہا جاتا ہے) یا ڈمی ٹیوبیں نصب کی جاتی ہیں۔ سیلنگ سٹرپس عام طور پر فلیٹ میٹل بارز یا پی ٹی ایف ای-بفلز سے بھری ہوئی پٹیاں ہوتی ہیں جو شیل کی دیوار سے رابطہ کرنے کے لیے باہر کی طرف پھیلی ہوتی ہیں۔
جب سیلنگ سٹرپس غائب، پہنی ہوئی یا ٹوٹی ہوئی ہوں، تو شیل-سائیڈ فلوئڈ ٹیوب بنڈل کو عبور کیے بغیر کنڈلی خلا سے آزادانہ طور پر بہتا ہے۔ یہ سب سے اہم بائی پاس راستہ ہے۔
2. شیل کلیئرنس-سے-بفل
شیل کے اندر بافلز بالکل فٹ نہیں ہیں۔ اسمبلی اور تھرمل توسیع کی اجازت دینے کے لیے ایک چھوٹی کلیئرنس (عام طور پر 1–3 ملی میٹر) موجود ہے۔ ہر بافل کے کناروں کے ارد گرد سیال نکل سکتا ہے، خاص طور پر اوپر اور نیچے جہاں بافل کٹ واقع ہے۔ نئے ایکسچینجرز میں، یہ رساو معمولی ہے (کل بہاؤ کا 2–5%)۔ تاہم، اگر بافلز خراب ہو جائیں-مڑی، خراب ہو جائیں، یا کٹ جائیں-کلیئرنس بڑھ جائے، اور بائی پاس کا بہاؤ نمایاں طور پر بڑھ جاتا ہے۔
PTFE ہیٹ ایکسچینجر بفلز کو پہنچنے والے نقصان کا نتیجہ پانی کے ہتھوڑے (بھاپ کے ہتھوڑے)، شیل میں لے جانے والی غیر ملکی اشیاء-سائیڈ فلوئڈ، یا دھاتی بافل کے اجزاء کے سنکنرن سے ہو سکتا ہے (PTFE ٹیوبیں بذات خود corrode نہیں ہوتیں، لیکن دھاتی بفلز اور سپورٹ پلیٹیں ہو سکتی ہیں)۔
3. ٹیوب-سے-بفل کلیئرنس
ہر PTFE ٹیوب ہر چکر میں ایک سوراخ سے گزرتی ہے۔ لچکدار PTFE ٹیوب کو حرکت دینے اور تھرمل توسیع کے دوران بائنڈنگ کو روکنے کے لیے 0.2–0.5 ملی میٹر کی کلیئرنس درکار ہے۔ سیال ان چھوٹے کنڈلی فرقوں سے نکل سکتا ہے۔ زیادہ تر ڈیزائنوں میں، ٹیوب-سے-بفل کا رساو نسبتاً چھوٹا حصہ ہوتا ہے (عام طور پر<5% of total bypass) because the pressure drop across each baffle drives flow through the many tube holes, but the cumulative effect can be noticeable in exchangers with many baffles and low-viscosity fluids.
PTFE ہیٹ ایکسچینجرز میں بائی پاس لیکیج کی وجوہات
اندرونی معائنہ اکثر درج ذیل میں سے ایک یا زیادہ شرائط کو ظاہر کرتا ہے:
غائب یا پہنا ہوا سگ ماہی سٹرپس
سیلنگ سٹرپس پیچ، کلپس، یا ویلڈنگ کے ذریعے چکرا کر منسلک ہوتے ہیں۔ وقت گزرنے کے ساتھ، پیچ ڈھیلے ہو سکتے ہیں، کلپس ٹوٹ سکتے ہیں، یا سٹرپس خود سڑ سکتی ہیں یا خراب ہو سکتی ہیں۔ کچھ فیلڈ میں-مرمت شدہ بنڈلز، ہو سکتا ہے سیلنگ سٹرپس دوبارہ لگانے کے بعد دوبارہ انسٹال نہ کی گئی ہوں۔ ایک عام تلاش یہ ہے کہ سیلنگ سٹرپس صرف چند چکروں پر موجود ہیں یا مکمل طور پر غائب ہیں۔
نقصان دہ Baffles
بفلوں کو نقصان پہنچا سکتا ہے:
بھاپ کا ہتھوڑا- بار بار آنے والی جھٹکے کی لہریں دھات کے چکروں کو موڑ یا ٹوٹ سکتی ہیں، خاص طور پر ٹیوب کے سوراخوں کے قریب۔
سنکنرن- سنکنرن سروس میں اسٹیل کے چکرانے والے (پی ٹی ایف ای ٹیوب کے ساتھ بھی) پتلے ہو سکتے ہیں اور اپنی شکل کھو سکتے ہیں۔
مکینیکل اثر- بنڈل داخل کرنے یا ہٹانے کے دوران، اگر صحیح طریقے سے سیدھ میں نہ ہو تو چکرا سکتے ہیں۔
ایک جھکا ہوا چکرا اب شیل کے خلاف آرام سے فٹ نہیں بیٹھتا ہے، جس سے ایک بڑی کلیئرنس بن جاتی ہے۔ پھٹے ہوئے چکرا میں ایسے حصے غائب ہو سکتے ہیں جو بہاؤ کی اجازت دیتے ہیں۔
اصل ڈیزائن سے بڑے سائز کی شیل کلیئرنس
مینوفیکچرنگ کو آسان بنانے کے لیے کچھ کم-پی ٹی ایف ای ہیٹ ایکسچینجرز ضرورت سے زیادہ بنڈل-ٹو-شیل کلیئرنس کے ساتھ بنائے گئے ہیں۔ 10 ملی میٹر یا اس سے زیادہ کی کلیئرنس موجود ہو سکتی ہے، اور سگ ماہی کی پٹیوں کو یا تو چھوڑ دیا گیا ہے یا کم سائز کیا گیا ہے۔ ایسے معاملات میں، بائی پاس کا رساو ڈیزائن میں موروثی ہوتا ہے اور اسے بڑی ترمیم کے بغیر مکمل طور پر درست نہیں کیا جا سکتا۔
ایکسچینجر کو کھولے بغیر بائی پاس کے رساو کی تشخیص کرنا
بائی پاس رساو کا شبہ ہے جب:
صاف شدہ ٹیوبوں اور کوئی بیرونی لیک نہ ہونے کے باوجود، پیمائش شدہ حرارت کی منتقلی کی شرح (انلیٹ/آؤٹ لیٹ کے درجہ حرارت اور بہاؤ کی شرح سے شمار کی جاتی ہے) ڈیزائن کی قیمت سے نمایاں طور پر کم ہے۔
شیل-سائیڈ پریشر ڈراپ اسی بہاؤ کی شرح کے لیے تاریخی قدروں سے کم ہے۔ دباؤ میں کمی اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ سیال کم-مزاحمت کا راستہ اختیار کر رہا ہے (بائی پاس)۔
شیل-سائیڈ فلوڈ (ΔT) کے درجہ حرارت میں تبدیلی توقع سے کم ہے، جبکہ ٹیوب-سائیڈ آؤٹ لیٹ کا درجہ حرارت بھی ہدف سے دور ہے۔
سب سے پہلے خراب کارکردگی کی دیگر وجوہات کو مسترد کرنا ضروری ہے: فاؤلنگ، ٹریپ نان-کنڈینس ایبلز، یا کم بہاؤ کی شرح۔ اگر ان کو ختم کر دیا جائے تو، بائی پاس کا رساو ممکنہ طور پر مجرم ہے۔
بائی پاس لیکیج کے لیے اصلاحی اقدامات
مناسب مرمت کا انحصار ٹیوب بنڈل کی شدت اور رسائی پر ہے۔
1. سگ ماہی کی پٹیوں کی تبدیلی (سب سے عام فکس)
ہٹانے کے قابل ٹیوب بنڈلوں والے ایکسچینجرز کے لیے، مقررہ بندش کے دوران سیلنگ سٹرپس کو انسٹال یا تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ طریقہ کار:
شیل کا احاطہ ہٹا دیا جاتا ہے، اور ٹیوب بنڈل واپس لے لیا جاتا ہے.
چکروں کا معائنہ کیا جاتا ہے۔ موجودہ سیلنگ پٹی کے نالیوں کو ملبے اور سنکنرن سے صاف کیا جاتا ہے۔
نئی سیلنگ سٹرپس (عام طور پر پی ٹی ایف ای- رنگدار تانے بانے، دھاتی اسپرنگ سٹرپس، یا ٹھوس پی ٹی ایف ای سلاخوں) کو لمبائی میں کاٹا جاتا ہے اور ہر چکر کے نالیوں میں داخل کیا جاتا ہے۔ سٹرپس کو باہر کی طرف بڑھانا چاہیے تاکہ شیل کی اندرونی دیوار سے ہلکی سی مداخلت فٹ (0.2–0.5 ملی میٹر کمپریشن) سے رابطہ کیا جا سکے۔
پٹیوں کو پیچ کے ساتھ یا چکرا کر کناروں کو چھان کر محفوظ کیا جاتا ہے (دھاتی کی پٹیوں کے لیے)۔ کچھ ڈیزائنوں میں، سٹرپس کو شیل کے دباؤ سے چکرا کر رکھا جاتا ہے۔
بنڈل کو دوبارہ انسٹال کیا جاتا ہے، اور ایکسچینجر کا تجربہ کیا جاتا ہے۔
یہ مرمت عام طور پر 90-100% کھوئی ہوئی کارکردگی کو بحال کرتی ہے اگر خود بفلز کو کوئی نقصان نہ پہنچا ہو۔
2. گھبراہٹ کی مرمت یا تبدیلی
اگر بفلز جھکے ہوئے ہیں، پھٹے ہوئے ہیں، یا زنگ آلود ہیں، صرف سیلنگ سٹرپس بائی پاس کو ٹھیک نہیں کریں گی۔ خراب شدہ چکروں کی مرمت یا تبدیل کرنا ضروری ہے۔ PTFE ہیٹ ایکسچینجرز کے لیے، بافلز عام طور پر دھاتی ہوتے ہیں (سٹینلیس سٹیل یا کاربن سٹیل) اور یہ ہو سکتے ہیں:
سیدھا ہو گیا۔- معمولی موڑ کو ہائیڈرولک پریس میں فلیٹ دبایا جا سکتا ہے۔
ویلڈڈ- دراڑیں ویلڈیڈ اور زمین ہموار ہیں۔ اس بات کا خیال رکھا جاتا ہے کہ چکر بگاڑ نہ جائے۔
بدل دیا گیا۔- شدید طور پر خراب شدہ بافلز کو بنڈل سے کاٹ دیا جاتا ہے اور نئے بافلز کو PTFE ٹیوبوں پر تھریڈ کیا جاتا ہے۔ یہ ایک محنتی-آپریشن ہے، جو اکثر مکمل ری ٹیوبنگ کے دوران کیا جاتا ہے۔
چکر کی مرمت کے بعد، نئی سگ ماہی سٹرپس نصب کی جاتی ہیں.
3. شیل-سائیڈ فلو ایڈجسٹمنٹ (عارضی تخفیف)
ایسے حالات میں جہاں فوری طور پر جدا کرنا ممکن نہ ہو، آپریٹنگ ایڈجسٹمنٹ بائی پاس رساو کی جزوی طور پر تلافی کر سکتی ہے۔ شیل-سائیڈ فلو ریٹ میں اضافہ ٹیوب بنڈل اور بائی پاس گیپس دونوں کے ذریعے رفتار کو بڑھاتا ہے۔ چونکہ دباؤ کی کمی رفتار کے مربع کے ساتھ بڑھتی ہے، اس لیے زیادہ بہاؤ کی شرح سیال کے تناسب کو بہتر بنا سکتی ہے جو دراصل ٹیوبوں کو عبور کرتا ہے۔ تاہم، یہ بنیادی وجہ کو ٹھیک نہیں کرتا اور پمپنگ توانائی کو بڑھاتا ہے۔ یہ صرف ایک عارضی اقدام سمجھا جاتا ہے۔
4. شدید کلیئرنس کے مسائل کے لیے دوبارہ ڈیزائن کریں۔
فطری طور پر بڑے سائز کے شیل کلیئرنس (ناقص اصلی ڈیزائن) والے ایکسچینجرز میں، موٹی سیلنگ سٹرپس کے ساتھ ریٹروفٹنگ یا اینولر اسپیس میں ڈمی ٹیوبیں لگانے کی کوشش کی جا سکتی ہے۔ ڈمی ٹیوبیں PTFE نلیاں کی مختصر لمبائی ہوتی ہیں جو سب سے باہری ٹیوب کے سوراخوں میں رکھی جاتی ہیں لیکن ٹیوب شیٹ کے سروں پر بند کردی جاتی ہیں تاکہ ان میں سے کوئی سیال بہنے نہ پائے۔ وہ جگہ پر قبضہ کرتے ہیں اور بائی پاس کو روکتے ہیں۔ اس طریقہ کار کے لیے بفلز اور ٹیوب شیٹس میں اضافی سوراخ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے اور یہ عام طور پر مرمت کی خصوصی دکان کے ذریعے کی جاتی ہے۔
کراس-سیکشنل ڈایاگرام کی تفصیل (متن کی نمائندگی)
مندرجہ ذیل تفصیل ایک عام PTFE شیل-اور-ٹیوب ہیٹ ایکسچینجر میں بائی پاس راستوں کی وضاحت کرتی ہے جیسا کہ ایک ٹرانسورس کراس- سیکشن میں دیکھا گیا ہے:
بیرونی دائرہ شیل کی اندرونی دیوار کی نمائندگی کرتا ہے۔
اندر، چھوٹے دائروں کی ایک سرکلر صف PTFE ٹیوبوں کی نمائندگی کرتی ہے۔
بیرونی ترین ٹیوب حلقوں اور شیل کی اندرونی دیوار کے درمیان خلا بنڈل-ٹو-شیل کلیئرنس (کنولر بائی پاس راستہ) ہے۔ کنویں کے ڈیزائن کردہ ایکسچینجر میں، سیلنگ سٹرپس (بفل کے ساتھ منسلک چھوٹے مستطیل کے طور پر دکھایا گیا ہے) اس خلا میں پھیل جاتی ہیں، تقریبا شیل کی دیوار کو چھوتی ہیں۔
ایک چکرا کو شیل کے اندرونی حصے کو عبور کرنے والی افقی لکیر کے طور پر دکھایا گیا ہے، جس میں اوپر اور نیچے کٹ آؤٹ (بافل ونڈو) ہیں۔ فلوئیڈ جو بافل کناروں کے گرد بہتا ہے-بافل سے ہوتے ہوئے-سے-شیل کلیئرنس-بفل کی نوک اور شیل وال کے درمیان سے گزرتے ہوئے تیر کے طور پر دکھایا گیا ہے۔
انفرادی ٹیوبوں اور بافل کے درمیان چھوٹے تیر ٹیوب-سے-بفل لیکیج کی نمائندگی کرتے ہیں۔
سگ ماہی کی پٹیاں کنڈلی بائی پاس کو روکتی ہیں۔ غائب ہونے پر، بڑے تیر کنڈلی خلا کے ذریعے بغیر رکاوٹ کے بہاؤ کی نشاندہی کرتے ہیں۔
بائی پاس رساو کی روک تھام
ڈیزائن اور ابتدائی اسمبلی کے دوران بائی پاس رساو کو بہترین طریقے سے روکا جاتا ہے:
TEMA کلاس R یا B کی تعمیر کی وضاحت کریں۔- یہ معیار زیادہ سے زیادہ کلیئرنس کی وضاحت کرتے ہیں اور ایک خاص سائز سے زیادہ شیل قطر کے لیے سیلنگ سٹرپس کی ضرورت ہوتی ہے۔
ڈبل سگ ماہی سٹرپس کا استعمال کریں- سیلنگ سٹرپس کی دو قطاریں فی چکرا پن فراہم کرتی ہیں۔
ریٹوبنگ کے دوران سگ ماہی کی پٹیوں کا معائنہ کریں۔- کسی بھی گمشدہ یا خراب شدہ پٹیوں کو دوبارہ جوڑنے سے پہلے تبدیل کیا جاتا ہے۔
پانی کے ہتھوڑے سے بچیں۔- جیسا کہ متعلقہ گائیڈز میں بحث کی گئی ہے، بھاپ کا ہتھوڑا ہتھوڑے کو نقصان پہنچاتا ہے اور سیلنگ پٹی کے اٹیچمنٹ کو ڈھیلا کرتا ہے۔
وقفہ وقفہ سے اندرونی معائنہ (ہر 3-5 سال بعد) میں سیلنگ سٹرپس کی سختی اور چکرا جانے والی حالت کی جانچ شامل ہونی چاہیے۔ اگر بائی پاس لیکیج کا پہلے شبہ ہو، تو معلوم بہاؤ کی شرح پر پریشر ڈراپ ٹیسٹ کا موازنہ بیس لائن ڈیٹا سے کیا جا سکتا ہے۔
نتیجہ
بائی پاس لیکیج ایک ڈیزائن اور دیکھ بھال کا مسئلہ ہے جو خاموشی سے PTFE ہیٹ ایکسچینجر کی کارکردگی کو کم کرتا ہے۔ بنیادی راستے بنڈل-ٹو-شیل کلیئرنس (کنولر بائی پاس) اور چکرا-ٹو-شیل کلیئرنس ہیں۔ غائب یا پہنے ہوئے سیلنگ سٹرپس اور خراب شدہ چکر سب سے عام وجوہات ہیں۔ اندرونی معائنہ اکثر ان مسائل کو ظاہر کرتا ہے۔ اصلاحی اقدامات میں سیلنگ سٹرپس کو تبدیل کرنا، خراب شدہ بفلوں کی مرمت یا تبدیل کرنا، اور ایک عارضی اقدام کے طور پر، شیل-سائیڈ فلو کو بڑھانا شامل ہیں۔ کلیئرنس کے شدید مسائل کے لیے، ڈمی ٹیوبیں یا دوبارہ ڈیزائن کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ اےبائی پاس لیکیج PTFE ہیٹ ایکسچینجرمسئلہ گرمی کی منتقلی کو 10-30% تک کم کر سکتا ہے، لیکن زیادہ تر معاملات منصوبہ بند بندش کے دوران مکمل طور پر درست ہوتے ہیں۔ مناسب سیلنگ سٹرپس اور وقتا فوقتا اندرونی معائنہ کے ساتھ مناسب ساخت تھرمل کارکردگی کو برقرار رکھتی ہے اور سروس کی زندگی کو بڑھاتی ہے۔
