ES2673485T3 - Heat exchanger with greater corrosion resistance - Google Patents

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ES2673485T3 ES11770192.0T ES11770192T ES2673485T3 ES 2673485 T3 ES2673485 T3 ES 2673485T3 ES 11770192 T ES11770192 T ES 11770192T ES 2673485 T3 ES2673485 T3 ES 2673485T3
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Mats Nilsson
Maribel Nilsson
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Abstract

Un conjunto de placas unidas permanentemente para un intercambiador de calor de placas de acero inoxidable, cobre o acero al carbono, caracterizado por que al menos todas las superficies en contacto con los medios de al menos uno de los lados de flujo del conjunto de placas tienen un revestimiento unido por aleación de un compuesto que contiene tántalo, en donde el revestimiento tiene un espesor de aproximadamente 1-300 μm, y por que el revestimiento ha sido aplicado después de que se haya unido permanentemente el conjunto de placas.A permanently attached plate set for a stainless steel, copper or carbon steel plate heat exchanger, characterized in that at least all media contacting surfaces of at least one of the flow sides of the plate set have an alloy-bonded coating of a tantalum-containing compound, wherein the coating is about 1-300 µm thick, and because the coating has been applied after the plate assembly has been permanently bonded.

Description

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DESCRIPCIONDESCRIPTION

Intercambiador de calor con mayor resistencia a la corrosión Campo de la invenciónHeat exchanger with greater corrosion resistance Field of the invention

La presente invención se refiere a un conjunto de placas para un intercambiador de calor de placas y a un intercambiador de calor de placas con una mayor resistencia a la corrosión.The present invention relates to a set of plates for a plate heat exchanger and a plate heat exchanger with greater corrosion resistance.

AntecedentesBackground

El documento WO 96/06705 divulga un conjunto de placas que tiene las características en el preámbulo de la reivindicación 1. Los documentos DE 10 2008 013358 A1 y GB 933295 A divulgan intercambiadores de calor de placas que tienen revestimientos. Los intercambiadores de calor de placas se pueden usar para diferentes tipos de fluidos.WO 96/06705 discloses a set of plates having the characteristics in the preamble of claim 1. Documents DE 10 2008 013358 A1 and GB 933295 A disclose plate heat exchangers having coatings. Plate heat exchangers can be used for different types of fluids.

Sin embargo, algunos fluidos se consideran muy corrosivos. Cuando se intercambia calor de al menos un fluido corrosivo, aumentan las demandas en el intercambiador de calor.However, some fluids are considered very corrosive. When heat from at least one corrosive fluid is exchanged, the demands on the heat exchanger increase.

Hoy en día, la elección suele ser entre materiales que pueden corroerse lo que tiene como resultado una corta vida útil del intercambiador de calor de placas con riesgo de contaminación del fluido o un intercambiador de calor hecho de un material más resistente a la corrosión, siendo este último en comparación muy costoso. Desgraciadamente, diversos materiales que se consideran resistentes a la corrosión no se pueden usar para todas las partes de intercambiadores de calor de placas montadas permanentemente ya que los materiales utilizados no pueden proporcionar una unión permanente satisfactoria. Los intercambiadores de calor de placas de soldadura fuerte pueden estar hechos de un material de placa resistente a la corrosión, pero el material de soldadura fuerte es un material menos resistente a la corrosión, constituyendo así un obstáculo para que los intercambiadores de calor se utilicen en conexión con ciertos líquidos o gases. Además, la propia técnica de soldadura fuerte puede mezclar material de placa y material de soldadura fuerte durante el ensamblaje del intercambiador de calor dando lugar a áreas más fácilmente corroídas.Nowadays, the choice is usually between materials that can corrode which results in a short service life of the plate heat exchanger with risk of contamination of the fluid or a heat exchanger made of a material more resistant to corrosion, being the latter in comparison very expensive. Unfortunately, various materials that are considered corrosion resistant cannot be used for all parts of permanently mounted plate heat exchangers since the materials used cannot provide a satisfactory permanent bond. Heat exchangers of brazing plates can be made of a corrosion resistant plate material, but brazing material is a less corrosion resistant material, thus constituting an obstacle for heat exchangers to be used in connection with certain liquids or gases. In addition, the brazing technique itself can mix plate material and brazing material during heat exchanger assembly resulting in more easily corroded areas.

Además, los materiales resistentes a la corrosión que se pueden aplicar a las placas de un intercambiador de calor antes del ensamblaje pueden dificultar o imposibilitar que dicho intercambiador de calor logre una unión permanente satisfactoria con buenas propiedades anticorrosión.In addition, the corrosion-resistant materials that can be applied to the plates of a heat exchanger before assembly can make it difficult or impossible for said heat exchanger to achieve a satisfactory permanent bond with good anti-corrosion properties.

Los materiales de revestimiento, como los plásticos, se consideran insuficientes en cuanto a la resistencia frente a la fatiga y la corrosión para fluidos altamente corrosivos. El estrés ejercido sobre un revestimiento de plástico en una placa de un intercambiador de calor de placas, por ejemplo, en forma de altas presiones y/o altas temperaturas también hace que el revestimiento se degrade y/o pierda su adhesión a la placa. Además, las grandes diferencias de presión y las grandes diferencias de temperatura durante el uso de un intercambiador de calor revestido de plástico pueden provocar que el revestimiento se degrade y, se escame. Los plásticos también exhiben propiedades de transmisión térmica inferiores en comparación con los metales de los que está hecho un intercambiador de calor de placas.Coating materials, such as plastics, are considered insufficient in terms of resistance to fatigue and corrosion for highly corrosive fluids. The stress exerted on a plastic coating on a plate of a plate heat exchanger, for example, in the form of high pressures and / or high temperatures also causes the coating to degrade and / or lose its adhesion to the plate. In addition, large pressure differences and large temperature differences during the use of a plastic coated heat exchanger may cause the coating to degrade and scale. Plastics also exhibit lower thermal transmission properties compared to the metals from which a plate heat exchanger is made.

El tántalo es un metal muy resistente a la corrosión para muchos fluidos y se sabe que produce intercambiadores de calor de este metal. Sin embargo, el tántalo es un metal costoso y mecánicamente considerablemente más débil que otros materiales conocidos para su uso en intercambiadores de calor como el acero inoxidable. Por lo tanto, las placas más gruesas se deben usar para soportar la tensión mecánica ejercida en un intercambiador de calor hecho de tántalo.Tantalum is a very corrosion resistant metal for many fluids and is known to produce heat exchangers for this metal. However, tantalum is an expensive and mechanically considerably weaker metal than other materials known for use in heat exchangers such as stainless steel. Therefore, thicker plates should be used to withstand the mechanical stress exerted on a heat exchanger made of tantalum.

El documento WO 92/16310 divulga un método de placas de transferencia de calor de protección de la superficie en un intercambiador de calor que usa plásticos como material de protección de superficie. De acuerdo con el método, se introduce un medio gaseoso que contiene los plásticos en el intercambiador de calor de placas montado que a continuación forma una capa sobre las superficies de las placas del intercambiador de calor.WO 92/16310 discloses a method of surface protection heat transfer plates in a heat exchanger that uses plastics as a surface protection material. According to the method, a gaseous medium containing the plastics is introduced into the mounted plate heat exchanger which then forms a layer on the surfaces of the heat exchanger plates.

El documento GB 1.112.265 divulga intercambiadores de calor tubulares en contacto con medios altamente corrosivos. En el documento se divulga que las placas de montaje pueden estar revestidas o revestidas con tántalo y los tubos pueden estar hechos de tántalo.GB 1,112,265 discloses tubular heat exchangers in contact with highly corrosive media. In the document it is disclosed that the mounting plates may be coated or coated with tantalum and the tubes may be made of tantalum.

El documento WO 96/06705 divulga intercambiadores de calor totalmente hechos de soldadura fuerte que son resistentes a medios corrosivos debido a que las juntas de soldadura fuerte entre las placas están protegidas por un revestimiento que resiste los medios corrosivos. Las placas están hechas de acero inoxidable, la soldadura es de cobre y la capa protectora destinada a cubrir las juntas de soldadura es un metal como el estaño o la plata.WO 96/06705 discloses heat exchangers entirely made of brazing that are resistant to corrosive media because the brazing joints between the plates are protected by a coating that resists corrosive media. The plates are made of stainless steel, the solder is made of copper and the protective layer intended to cover the solder joints is a metal such as tin or silver.

El documento US 2010/0051246 divulga un intercambiador de calor de proceso resistente a la corrosión a alta temperatura y alta presión, en el que las superficies del tercer canal refrigerante del sistema de la aleta deUS 2010/0051246 discloses a high temperature and high pressure corrosion resistant process heat exchanger, in which the surfaces of the third cooling channel of the fin system

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transmisión de calor y la placa de transmisión de calor, que entran en contacto con ácido sulfúrico y/o sulfito, están sometidos a un revestimiento con haz iónico y mezcla de haz iónico usando un material que tiene una alta resistencia a la corrosión, tal como SiC, Al2Ü3, acero al silicio y tántalo.Heat transmission and the heat transmission plate, which come into contact with sulfuric acid and / or sulphite, are subjected to an ionic beam coating and ionic beam mixture using a material that has a high corrosion resistance, such as SiC, Al2Ü3, silicon steel and tantalum.

El documento JP 4.334.205 divulga un intercambiador de calor de placas con placas hechas de titanio, acero inoxidable, cobre, níquel o aleaciones de los mismos. Con el fin de suprimir la elución del material de electrodo de una placa, se realiza un tratamiento de revestimiento sobre al menos un 30 % de las áreas de electrodos de la placa de transferencia de calor por el lado de un paso de agua de refrigeración. El revestimiento puede comprender óxido de metal platino, manganeso, tántalo, estaño, etc.JP 4,334,205 discloses a plate heat exchanger with plates made of titanium, stainless steel, copper, nickel or alloys thereof. In order to suppress the elution of the electrode material of a plate, a coating treatment is carried out on at least 30% of the electrode areas of the heat transfer plate by the side of a cooling water passage. The coating may comprise platinum metal oxide, manganese, tantalum, tin, etc.

El documento EP 110.311 divulga una placa plana de intercambio de calor que comprende dos placas que pueden estar revestidas superficialmente con tántalo o una aleación de tántalo y al menos un conducto. Las dos placas están unidas entre sí para formar la placa plana de intercambio de calor mediante el uso de una capa adhesiva.EP 110,311 discloses a flat heat exchange plate comprising two plates that may be surface coated with tantalum or a tantalum alloy and at least one conduit. The two plates are joined together to form the flat heat exchange plate by using an adhesive layer.

Sería deseable encontrar nuevas formas de garantizar intercambiadores de calor más resistentes a la corrosión para poder procesar medios altamente corrosivos y aumentar el tiempo de vida de los intercambiadores de calor. También es deseable poder producir intercambiadores de calor resistentes a la corrosión a partir de materiales de base más baratos que tengan buenas propiedades mecánicas y que se ensamblen de manera fácil y eficaz de manera permanente. También sería deseable que todas las partes de un intercambiador de calor, por ejemplo, tanto las placas como las juntas que están en contacto con un fluido altamente corrosivo sean igualmente altamente resistentes a la corrosión. Además, sería deseable lograr más partes internas de intercambiadores de calor resistentes a la fatiga y a la corrosión en contacto con fluidos altamente corrosivos. También sería deseable encontrar materiales resistentes a la corrosión y a la fatiga aplicados en el interior de un intercambiador de calor de placas, cuyos materiales muestran una buena adhesión. Aún más, sería deseable lograr una transferencia de calor buena o mejorada en el intercambiador de calor de placas.It would be desirable to find new ways to guarantee more corrosion resistant heat exchangers in order to process highly corrosive media and increase the life of heat exchangers. It is also desirable to be able to produce corrosion-resistant heat exchangers from cheaper base materials that have good mechanical properties and that are easily and efficiently assembled permanently. It would also be desirable that all parts of a heat exchanger, for example, both the plates and the joints that are in contact with a highly corrosive fluid are equally highly resistant to corrosion. In addition, it would be desirable to achieve more internal parts of heat exchangers resistant to fatigue and corrosion in contact with highly corrosive fluids. It would also be desirable to find corrosion and fatigue resistant materials applied inside a plate heat exchanger, whose materials show good adhesion. Even more, it would be desirable to achieve a good or improved heat transfer in the plate heat exchanger.

Sumario de la invenciónSummary of the invention

Es un objetivo de la presente invención resolver los problemas mencionados anteriormente. Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención proporcionar buenas propiedades mecánicas y alta resistencia a la corrosión de todas las partes de un intercambiador de calor en contacto con fluidos altamente corrosivos. También es un objetivo de la presente invención que se obtenga una buena transferencia de calor.It is an objective of the present invention to solve the problems mentioned above. Therefore, it is an object of the present invention to provide good mechanical properties and high corrosion resistance of all parts of a heat exchanger in contact with highly corrosive fluids. It is also an objective of the present invention that a good heat transfer is obtained.

Este objetivo se consigue mediante un conjunto de placas unidas permanentemente para un intercambiador de placas que se recubre con un revestimiento que contiene tántalo en el interior, como placas y juntas, en al menos un lado del flujo del conjunto de placas. Mediante la aplicación de un revestimiento que comprende tántalo, se pueden usar medios altamente corrosivos, tales como ácido clorhídrico, en un intercambiador de calor de placas sin una degradación rápida del intercambiador de calor.This objective is achieved by a set of plates permanently attached to a plate exchanger that is coated with a coating containing tantalum inside, such as plates and joints, on at least one side of the flow of the plate assembly. By applying a coating comprising tantalum, highly corrosive means, such as hydrochloric acid, can be used in a plate heat exchanger without rapid degradation of the heat exchanger.

La presente invención se refiere a un conjunto de placas unidas permanentemente para un intercambiador de placas de acero inoxidable o acero al carbono en el que al menos todas las superficies en contacto con medios de al menos uno de los lados del flujo del conjunto de placas tienen un revestimiento unido por aleación de un compuesto que contiene tántalo. La presente invención también se refiere a un intercambiador de calor de placas que comprende dicho conjunto de placas.The present invention relates to a permanently attached plate assembly for a stainless steel or carbon steel plate exchanger in which at least all surfaces in contact with means of at least one of the flow sides of the plate assembly have an alloy bonded coating of a tantalum-containing compound. The present invention also relates to a plate heat exchanger comprising said set of plates.

Una realización de un intercambiador de calor de placas según la presente invención incluye el intercambiador de calor que tiene bastidores y/o placas de montaje que son parte de al menos uno de los lados de flujo del intercambiador de calor y dichos bastidores y/o placas de montaje están hechos de tántalo, o acero inoxidable o acero al carbono que tiene un revestimiento unido por aleación de un compuesto que contiene tántalo, preferiblemente acero inoxidable o acero al carbono que tiene un revestimiento unido por aleación de un compuesto que contiene tántalo, más preferiblemente acero inoxidable que tiene un revestimiento unido por aleación de un compuesto que contiene tántalo.An embodiment of a plate heat exchanger according to the present invention includes the heat exchanger having racks and / or mounting plates that are part of at least one of the flow sides of the heat exchanger and said racks and / or plates Mounting are made of tantalum, or stainless steel or carbon steel having an alloy bonded coating of a tantalum containing compound, preferably stainless steel or carbon steel having an alloy bonded coating of a tantalum containing compound, more preferably stainless steel having an alloy bonded coating of a tantalum-containing compound.

Ütra realización de un intercambiador de calor de placas según la presente invención es cuando el intercambiador de calor de placas está unido permanentemente y está hecho de acero inoxidable o acero al carbono y todas las superficies de al menos uno de los lados del flujo del intercambiador de placas tienen un revestimiento unido por aleación de un compuesto que contiene tántalo.Another embodiment of a plate heat exchanger according to the present invention is when the plate heat exchanger is permanently attached and made of stainless steel or carbon steel and all surfaces of at least one side of the flow of the heat exchanger. Plates have an alloy bonded coating of a compound containing tantalum.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

Un conjunto de placas permanentemente unidas o intercambiador de calor de placas convencional puede hacerse más resistente a la corrosión de lo que era al principio con la presente invención.A set of permanently attached plates or conventional plate heat exchanger can be made more resistant to corrosion than it was at the beginning with the present invention.

Un intercambiador de calor de placas se compone de múltiples placas de metal finas que tienen áreas superficiales muy grandes y pasos de flujo de fluido que pueden permitir la transferencia de calor. Se proporciona un intercambiador de calor con al menos dos entradas y dos salidas para el intercambio de calor de los fluidos. SeA plate heat exchanger consists of multiple thin metal plates that have very large surface areas and fluid flow passages that can allow heat transfer. A heat exchanger is provided with at least two inlets and two outlets for fluid heat exchange. Be

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pueden usar fluidos adicionales que requieren entradas y salidas adicionales del intercambiador de calor. Los intercambiadores de calor de placas comprenden una serie de placas de transferencia de calor. Estas placas de transferencia de calor forman lo que se denomina un conjunto de placas en el intercambiador de calor. Las placas de transferencia de calor están hechas de láminas delgadas de metal y a menudo están provistas de corrugaciones u otras protuberancias en sus partes de transferencia de calor, que en un intercambiador de calor chocan entre sí por una gran fuerza en un gran número de lugares de contacto distribuidos por todas las porciones de transferencia de calor. A continuación, las placas de transferencia de calor se ensamblan, y se forman espacios intermedios entre las placas. Estos espacios intermedios de placa están destinados a que al menos fluya un fluido de intercambio de calor. En un intercambiador de calor de placas, al menos dos fluidos están fluyendo a través de los espacios intermedios, uno al lado del otro, lo que permite que tenga lugar la transferencia de calor. Estos espacios intermedios entre las placas destinados al flujo de uno de los fluidos se consideran en la presente solicitud como parte de un lado del flujo. En la presente solicitud, el lado de flujo está conectado a la construcción de un intercambiador de calor o conjunto de placas para los fluidos, es decir, los pasos de flujo de fluido. Como se usan al menos dos fluidos en un intercambiador de calor de placas, este tiene al menos dos lados de flujo, un lado de flujo para un fluido caliente y un lado de flujo para un medio frío. Para cada lado del flujo, todas las partes de un conjunto de placas o un intercambiador de calor que está en contacto con el fluido que fluye caliente o frío se consideran pertenecientes a ese lado de flujo, por ejemplo, placas, espacios entre placas, juntas, conexiones, puertos de entrada y/o salida en marcos o placas de montaje. En un conjunto de placas o intercambiador de calor placas de acuerdo con la presente invención, al menos uno de los lados de flujo está diseñado para fluidos altamente corrosivos cuando está en uso.they can use additional fluids that require additional inputs and outputs from the heat exchanger. Plate heat exchangers comprise a series of heat transfer plates. These heat transfer plates form what is called a set of plates in the heat exchanger. Heat transfer plates are made of thin sheets of metal and are often provided with corrugations or other protrusions in their heat transfer parts, which in a heat exchanger collide with each other by a large force in a large number of places of contact distributed throughout all heat transfer portions. Next, the heat transfer plates are assembled, and intermediate spaces are formed between the plates. These intermediate plate spaces are intended for at least one heat exchange fluid to flow. In a plate heat exchanger, at least two fluids are flowing through the intermediate spaces, next to each other, allowing heat transfer to take place. These intermediate spaces between the plates intended for the flow of one of the fluids are considered in the present application as part of one side of the flow. In the present application, the flow side is connected to the construction of a heat exchanger or set of fluid plates, that is, the fluid flow passages. Since at least two fluids are used in a plate heat exchanger, it has at least two flow sides, a flow side for a hot fluid and a flow side for a cold medium. For each side of the flow, all parts of a plate assembly or a heat exchanger that is in contact with the fluid flowing hot or cold are considered to belong to that flow side, for example, plates, spaces between plates, joints , connections, input and / or output ports in frames or mounting plates. In a plate or plate heat exchanger assembly according to the present invention, at least one of the flow sides is designed for highly corrosive fluids when in use.

Con la presente invención, se pueden usar materiales base rígidos simples para intercambiadores de calor tales como acero inoxidable, cobre y acero al carbono y con un revestimiento que contiene tántalo que se ha hecho resistente a la corrosión a fluidos altamente corrosivos. Con la presente invención también están revestidas con un material resistente a la corrosión otras partes del conjunto de placas o intercambiador de calor como las juntas que pueden ser partes más sensibles del intercambiador de calor de placas debido a, por ejemplo, la soldadura durante el montaje del intercambiador de calor. Las juntas también pueden ser partes sensibles del intercambiador de calor debido a la soldadura, unión por fusión o soldadura fuerte durante el montaje del intercambiador de calor. La expresión unión por fusión se refiere al uso de un material de soldadura fuerte basado en hierro de acuerdo con las divulgaciones de, por ejemplo, los documentos EP 1 347 859 B1 y WO 02/098600. El ensamblaje de un intercambiador de calor mediante soldadura, unión por fusión o soldadura fuerte de las juntas puede estar hecho de un material diferente al de las placas. Durante el proceso de ensamblaje, el material de soldadura o de soldadura fuerte se aplica a las placas, cubriendo total o parcialmente las placas, y el material de soldadura o soldadura fuerte puede mezclarse durante el ensamblaje con revestimientos adicionales sobre el material de la placa o en algunos casos incluso el propio material de la placa creando más partes sensibles a la corrosión del intercambiador de calor. Dado que al menos ambas placas y juntas de un conjunto de placas o intercambiador de placas de acuerdo con la presente invención están revestidas, el intercambiador de calor se hace más resistente a la corrosión. Por lo tanto, de esta manera, las juntas o áreas en las placas cercanas a las juntas ya no pueden ser un eslabón débil para el intercambiador de calor.With the present invention, simple rigid base materials can be used for heat exchangers such as stainless steel, copper and carbon steel and with a coating containing tantalum that has become resistant to corrosion to highly corrosive fluids. With the present invention, other parts of the plate or heat exchanger assembly are also coated with a corrosion resistant material such as gaskets that may be more sensitive parts of the plate heat exchanger due to, for example, welding during assembly of the heat exchanger. The joints can also be sensitive parts of the heat exchanger due to welding, fusion bonding or brazing during heat exchanger assembly. The term "fusion bonding" refers to the use of an iron-based solder in accordance with the disclosures of, for example, EP 1 347 859 B1 and WO 02/098600. The assembly of a heat exchanger by welding, fusion bonding or strong welding of the joints can be made of a different material than the plates. During the assembly process, the solder or solder material is applied to the plates, covering all or part of the plates, and the solder or solder material can be mixed during assembly with additional coatings on the plate material or in some cases even the plate material itself creating more corrosion sensitive parts of the heat exchanger. Since at least both plates and gaskets of a plate assembly or plate exchanger according to the present invention are coated, the heat exchanger becomes more resistant to corrosion. Therefore, in this way, the joints or areas on the plates near the joints can no longer be a weak link for the heat exchanger.

En una realización de la presente invención, los intercambiadores de calor de placas montadas permanentemente unidas o los conjuntos de placas para intercambiadores de calor de placas hechos de acero inoxidable o acero al carbono están revestidos con un compuesto que contiene tántalo. Los conjuntos de placas o intercambiadores de calor pueden, por ejemplo, ensamblarse permanentemente mediante soldadura autógena, soldadura blanda, unión por fusión o soldadura fuerte. Un compuesto que contiene tántalo se introduce en el intercambiador de calor en al menos los espacios intermedios de placa destinados para el flujo de uno de los dos fluidos intercambiadores de calor, es decir, al menos uno de los lados de flujo designados para ser utilizados para fluidos altamente corrosivos cuando está en uso. Dentro del intercambiador de calor o conjunto de placas, el compuesto que contiene tántalo se deposita sobre todas las superficies de al menos uno de los lados de flujo del intercambiador de calor o conjunto de placas, por ejemplo, placas, juntas y otras partes destinadas a estar en contacto con fluidos intercambiadores de calor.In one embodiment of the present invention, the permanently attached mounted plate heat exchangers or the plate heat exchanger plate assemblies made of stainless steel or carbon steel are coated with a tantalum-containing compound. The sets of plates or heat exchangers can, for example, be permanently assembled by autogenous welding, soft welding, fusion bonding or brazing. A tantalum-containing compound is introduced into the heat exchanger in at least the intermediate plate spaces intended for the flow of one of the two heat exchanger fluids, that is, at least one of the flow sides designated to be used for highly corrosive fluids when in use. Within the heat exchanger or set of plates, the tantalum-containing compound is deposited on all surfaces of at least one of the flow sides of the heat exchanger or set of plates, for example, plates, seals and other parts intended for be in contact with fluid heat exchangers.

El uso de un compuesto que contiene tántalo de acuerdo con la presente invención proporciona un conjunto de placas o intercambiador de calor de placas con muy buenas propiedades. El tántalo muestra mejores propiedades de transferencia de calor que los plásticos que no se consideran materiales térmicamente conductores. De acuerdo con la presente invención, es importante poder presentar un revestimiento o capa que no perjudique la transferencia de calor. El tántalo muestra buenas propiedades de transferencia de calor. Además, el revestimiento que contiene tántalo de acuerdo con la presente invención está unido químicamente a los materiales del conjunto de placas y el intercambiador de calor de placas. El compuesto que contiene tántalo se une por aleación a dichos materiales. En este contexto, una unión de aleación es una solución sólida metálica compuesta por dos o más elementos de dos o más cuerpos metálicos diferentes compuestos de diferentes materiales, en la presente invención tántalo y el material de placa, por ejemplo acero inoxidable, cobre o acero al carbono, en una capa de interfaz entre los cuerpos. Tal unión de aleación da lugar a más conjuntos de placas resistentes a la fatiga e intercambiadores de calor en comparación con, por ejemplo, intercambiadores de calor revestidos con materiales plásticos. Como el tántalo está parcialmente aleado al material, la adhesión es superior. Esto facilita que el revestimiento que contiene tántalo siga los movimientos de la placa y de los materiales de la junta debido a los cambios térmicos y de presión dentro delThe use of a tantalum-containing compound according to the present invention provides a plate assembly or plate heat exchanger with very good properties. Tantalum shows better heat transfer properties than plastics that are not considered thermally conductive materials. In accordance with the present invention, it is important to be able to present a coating or layer that does not impair heat transfer. Tantalum shows good heat transfer properties. In addition, the tantalum-containing coating according to the present invention is chemically bonded to the plate assembly materials and the plate heat exchanger. The tantalum-containing compound is bound by alloy to said materials. In this context, an alloy joint is a solid metallic solution composed of two or more elements of two or more different metal bodies composed of different materials, in the present invention tantalize it and the plate material, for example stainless steel, copper or steel to carbon, in an interface layer between the bodies. Such alloy bonding results in more sets of fatigue-resistant plates and heat exchangers compared to, for example, heat exchangers coated with plastic materials. Since the tantalum is partially alloyed to the material, the adhesion is superior. This makes it easier for the coating containing tantalum to follow the movements of the plate and the joint materials due to thermal and pressure changes within the

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intercambiador de calor de placas al estar fuera de uso y durante su uso. El revestimiento que contiene tántalo tiene una transición gradual de compuestos dentro de sí mismo. Cuando se mira el revestimiento que contiene tántalo en una vista de corte transversal, la fase intermedia más cercana al material del intercambiador de calor, por ejemplo, una placa, muestra una aleación de compuesto que contiene tántalo y el material de la placa, a continuación se realiza una transición gradual solo al compuesto que contiene tántalo, que posteriormente se transfiere gradualmente al óxido de tántalo ya que la superficie externa del compuesto que contiene tántalo se oxida. Por lo tanto, dado que no todo el revestimiento que contiene tántalo aplicado a las partes de un intercambiador de calor es una aleación con dichas partes, se considera que el compuesto que contiene tántalo está parcialmente aleado a las partes del intercambiador de calor.plate heat exchanger when out of use and during use. The tantalum-containing coating has a gradual transition of compounds within itself. When looking at the coating containing tantalum in a cross-sectional view, the intermediate phase closest to the heat exchanger material, for example, a plate, shows an alloy of compound containing tantalum and the plate material, then a gradual transition is made only to the tantalum-containing compound, which is then gradually transferred to the tantalum oxide since the outer surface of the tantalum-containing compound oxidizes. Therefore, since not all of the tantalum-containing coating applied to the parts of a heat exchanger is an alloy with said parts, it is considered that the tantalum-containing compound is partially alloyed to the parts of the heat exchanger.

El espesor de la película del revestimiento de tántalo no debe ser demasiado alto porque eso influiría negativamente en las propiedades de transferencia de calor ya que una barrera aumentada, un espesor de placa aumentado, entre los fluidos de transferencia de calor disminuye la transferencia de calor. Si el espesor de la película es bajo, el efecto del revestimiento puede no durar tanto como se sospecha cuando entra en contacto con un fluido altamente corrosivo.The thickness of the tantalum lining film should not be too high because that would negatively influence the heat transfer properties since an increased barrier, an increased plate thickness, between heat transfer fluids decreases heat transfer. If the film thickness is low, the effect of the coating may not last as long as it is suspected when it comes into contact with a highly corrosive fluid.

De acuerdo con la presente invención, se reviste con un compuesto que contiene tántalo el interior de un conjunto de placas o intercambiador de calor usando un proceso de deposición con reactantes químicos en forma fluida. El método de revestimiento de un conjunto de placas permanentemente unidas o intercambiador de calor de acuerdo con la presente invención comprende las etapas: 1) introducir reactantes químicos en fase gaseosa o de vapor en dicho conjunto de placas o intercambiador de calor en al menos uno de los lados de flujo del intercambiador de calor, en el que al menos uno de los reactantes es un reactante que comprende tántalo, 2) formación de una película sólida que comprende un compuesto que contiene tántalo sobre las superficies de dicho conjunto de placas o intercambiador de calor de la reacción de los reactivos químicos en fase de gas o vapor.In accordance with the present invention, it is coated with a compound containing tantalum inside a set of plates or heat exchanger using a deposition process with chemical reactants in fluid form. The method of coating a set of permanently attached plates or heat exchanger in accordance with the present invention comprises the steps: 1) introducing chemical reactants in the gas or steam phase into said set of plates or heat exchanger in at least one of the flow sides of the heat exchanger, wherein at least one of the reactants is a reactant comprising tantalum, 2) formation of a solid film comprising a compound containing tantalum on the surfaces of said set of plates or exchanger of heat of reaction of chemical reagents in the gas or vapor phase.

El proceso de aplicación se refiere a la formación de una película sólida no volátil sobre un sustrato, en el presente caso partes de un conjunto de placas o intercambiador de calor, de la reacción de reactantes químicos en fase gaseosa o de vapor, en el que al menos un reactante es un reactante que comprende tántalo. Se utiliza una cámara de reacción para el proceso, en la que los gases o vapores de los reactantes se introducen para descomponerse y reaccionar con el sustrato o, en el caso de aplicaciones múltiples, la capa aplicada previamente para formar la película. Dentro de la cámara de reacción, los reactantes se introducen en el conjunto de placas o intercambiador de calor. En una realización, el reactante que comprende tántalo en forma fluida es pentacloruro de tántalo.The application process refers to the formation of a non-volatile solid film on a substrate, in this case parts of a set of plates or heat exchanger, of the reaction of chemical reactants in the gas or vapor phase, in which At least one reactant is a reactant comprising tantalum. A reaction chamber is used for the process, in which the gases or vapors of the reactants are introduced to decompose and react with the substrate or, in the case of multiple applications, the previously applied layer to form the film. Inside the reaction chamber, the reactants are introduced into the plate or heat exchanger assembly. In one embodiment, the reactant comprising tantalum in fluid form is tantalum pentachloride.

El proceso de aplicación divulgado anteriormente también podría usarse también para partes de un intercambiador de calor tal como bastidores o placas de montaje que no forman parte de un intercambiador de calor unido permanentemente. Dichos bastidores o placas revestidos se pueden usar posteriormente junto con un conjunto de placas unidas permanentemente, revestidas de acuerdo con la presente invención.The application process disclosed above could also be used for parts of a heat exchanger such as racks or mounting plates that are not part of a permanently attached heat exchanger. Said coated racks or plates can be subsequently used together with a set of permanently bonded plates, coated in accordance with the present invention.

El proceso de aplicación de la composición que contiene tántalo se realiza preferiblemente mediante deposición de vapor químico (CVD) o deposición de capa atómica (ALD), preferiblemente mediante CVD.The application process of the tantalum-containing composition is preferably performed by chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD), preferably by CVD.

Un proceso básico de CVD consta de las siguientes etapas: 1) una mezcla predefinida de gases reactantes y gases inertes diluyentes se introducen a un caudal especificado en la cámara de reacción; 2) la especie de gas se mueve hacia el sustrato; 3) los reactivos se adsorben en la superficie del sustrato; 4) los reactivos experimentan reacciones químicas con el sustrato para formar la película; y 5) los subproductos gaseosos de las reacciones se desorben y evacuan de la cámara de reacción.A basic CVD process consists of the following steps: 1) a predefined mixture of reactant gases and diluent inert gases are introduced at a specified flow rate in the reaction chamber; 2) the kind of gas moves towards the substrate; 3) reagents are adsorbed on the surface of the substrate; 4) reagents undergo chemical reactions with the substrate to form the film; and 5) the gaseous byproducts of the reactions are desorbed and evacuated from the reaction chamber.

El crecimiento de capas de material por ALD consiste en repetir las cuatro etapas características siguientes: 1) Exposición del primer precursor. 2) Purga o evacuación de la cámara de reacción para eliminar los precursores no reaccionados y los subproductos de la reacción gaseosa. 3) Exposición del segundo precursor u otro tratamiento para activar nuevamente la superficie para la reacción del primer precursor. 4) Purga o evacuación de la cámara de reacción. Cada ciclo de reacción añade una cantidad determinada de material a la superficie, denominado crecimiento por ciclo. Para hacer crecer una capa de material, los ciclos de reacción se repiten tantas veces como se requiera para el espesor de película deseado.The growth of layers of material by ALD consists in repeating the following four characteristic stages: 1) Exposure of the first precursor. 2) Purging or evacuating the reaction chamber to eliminate unreacted precursors and by-products of the gas reaction. 3) Exposure of the second precursor or other treatment to reactivate the surface for the reaction of the first precursor. 4) Purging or evacuating the reaction chamber. Each reaction cycle adds a certain amount of material to the surface, called growth per cycle. To grow a layer of material, the reaction cycles are repeated as many times as required for the desired film thickness.

En una realización, el método de revestimiento de un intercambiador de calor unido permanentemente hecho de acero inoxidable, cobre o acero al carbono comprende las etapas: 1) introducir reactantes químicos en fase de gas o vapor en dicho intercambiador de calor en al menos uno de los lados de flujo del intercambiador de calor, en el que al menos uno de los reactantes es un compuesto que comprende tántalo, 2) formar una película sólida que comprende tántalo sobre las superficies de dicho intercambiador de calor a partir de la reacción de los reactantes químicos en fase gaseosa o de vapor, para las etapas 1) y 2 ), y preferiblemente se lleva a cabo a una temperatura de 600-1000 °C, más preferiblemente 700-900 °C.In one embodiment, the method of coating a permanently bonded heat exchanger made of stainless steel, copper or carbon steel comprises the steps: 1) introducing chemical reactants in the gas or steam phase into said heat exchanger in at least one of the flow sides of the heat exchanger, wherein at least one of the reactants is a compound comprising tantalum, 2) forming a solid film comprising tantalum on the surfaces of said heat exchanger from the reaction of the reactants Chemicals in the gas or vapor phase, for stages 1) and 2), and preferably carried out at a temperature of 600-1000 ° C, more preferably 700-900 ° C.

En otra realización de la presente invención, las etapas 1) y 2) se llevan a cabo a presión atmosférica, presión subatmosférica o a presión muy baja.In another embodiment of the present invention, steps 1) and 2) are carried out at atmospheric pressure, subatmospheric pressure or at very low pressure.

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De acuerdo con la presente invención, es importante que las placas de intercambio de calor de un conjunto de placas o intercambiador de calor de placas no solo estén permanentemente unidas entre sí a lo largo de sus partes periféricas, también es importante que en varias áreas de contacto en su intercambio de calor las porciones estén permanentemente unidas. Si las placas solo se unen a lo largo de sus porciones periféricas, otras áreas de contacto pueden moverse/dislocarse durante el uso. Si solo las superficies de contacto a lo largo de sus partes periféricas están unidas permanentemente, las placas pueden separarse en algunas áreas de contacto que no están unidas permanentemente durante el uso cuando el intercambiador de calor de placas está, por ejemplo, presurizado en uno de los lados del flujo de fluido. En el caso de áreas de cambio de contacto debido a, por ejemplo, presurización, un intercambiador de calor revestido que no está unido en todas las áreas de contacto dentro del flujo de fluido tendría entonces áreas no revestidas expuestas al fluido en el intercambiador de calor, dando como resultado áreas corroídas si el fluido utilizado es corrosivo. Por lo tanto, es importante que todas las áreas de contacto entre las placas, donde las áreas de contacto estén en contacto o rodeadas por fluido corrosivo, se unan permanentemente mediante soldadura autógena, soldadura blanda, unión por fusión o soldadura fuerte.In accordance with the present invention, it is important that the heat exchange plates of a plate assembly or plate heat exchanger not only be permanently joined together along their peripheral parts, it is also important that in various areas of Contact in your heat exchange portions are permanently attached. If the plates only join along their peripheral portions, other contact areas may move / dislocate during use. If only the contact surfaces along their peripheral parts are permanently joined, the plates may separate into some contact areas that are not permanently joined during use when the plate heat exchanger is, for example, pressurized in one of the sides of the fluid flow. In the case of contact change areas due to, for example, pressurization, a coated heat exchanger that is not attached in all contact areas within the fluid flow would then have uncoated areas exposed to the fluid in the heat exchanger. , resulting in corroded areas if the fluid used is corrosive. Therefore, it is important that all contact areas between the plates, where the contact areas are in contact or surrounded by corrosive fluid, are permanently bonded by autogenous welding, soft welding, fusion bonding or brazing.

Un conjunto de placas unidas permanentemente para un intercambiador de calor de placas como se divulga en la presente memoria debe interpretarse como un conjunto de placas no accesibles en el que al menos todas las áreas de contacto entre placas en contacto con fluido corrosivo están unidas permanentemente. Por lo tanto, dado que el conjunto de placas no es accesible, se debe interpretar que el conjunto de placas completo no se puede desmontar de ninguna manera. Tal conjunto de placas de acuerdo con la presente invención se puede usar en un intercambiador de calor de placas que tiene, por ejemplo, bastidores y/o placas de montaje de cualquier material, siempre que no estén en contacto con el fluido corrosivo en al menos uno de los lados de flujo. Si, por ejemplo, los bastidores o placas de montaje son parte de al menos uno de los lados de flujo del intercambiador de calor y está en contacto con un fluido altamente corrosivo, dichos bastidores y/o placas de montaje están hechos preferiblemente de tántalo, acero inoxidable o acero al carbono que tiene un revestimiento unido por aleación de un compuesto que contiene tántalo en al menos las partes del al menos uno de los lados de flujo del intercambiador de calor. Para tales bastidores y/o placas de montaje se usan preferiblemente acero inoxidable o acero al carbono que tiene un revestimiento unido por aleación de un compuesto que contiene tántalo, más preferiblemente acero inoxidable que tiene un revestimiento unido por aleación de un compuesto que contiene tántalo.A set of plates permanently attached to a plate heat exchanger as disclosed herein should be construed as a set of non-accessible plates in which at least all areas of contact between plates in contact with corrosive fluid are permanently attached. Therefore, since the plate assembly is not accessible, it should be interpreted that the complete plate assembly cannot be disassembled in any way. Such a plate assembly according to the present invention can be used in a plate heat exchanger having, for example, racks and / or mounting plates of any material, provided they are not in contact with the corrosive fluid in at least One side of flow. If, for example, the racks or mounting plates are part of at least one of the flow sides of the heat exchanger and are in contact with a highly corrosive fluid, said racks and / or mounting plates are preferably made of tantalum, stainless steel or carbon steel having an alloy bonded coating of a compound containing tantalum in at least the parts of the at least one of the flow sides of the heat exchanger. For such racks and / or mounting plates, preferably stainless steel or carbon steel having an alloy bonded coating of a tantalum containing compound, more preferably stainless steel having an alloy bonded coating of a tantalum containing compound is used.

Un intercambiador de calor de placas unidas permanentemente como se divulga en la presente memoria debe interpretarse como un intercambiador de calor no accesible que comprende un conjunto de placas unidas permanentemente en el que al menos todas las áreas de contacto entre placas en contacto con fluido corrosivo están unidas permanentemente. Por lo tanto, dado que el intercambiador de calor de placas no es accesible, se debe interpretar que el intercambiador de calor de placas no se puede desmontar. Para un intercambiador de calor de placas, esto significa que ni siquiera los bastidores o las placas de montaje que se encuentran alrededor de un conjunto de placas y que deben estar en contacto con al menos un fluido de intercambio de calor corrosivo pueden separarse. El intercambiador de calor de placas unidas permanentemente de acuerdo con la presente invención es imposible de desmontar de ninguna manera en las partes en contacto con al menos un fluido, por ejemplo, un fluido corrosivo. Las expresiones unidos permanentemente y ensamblados permanentemente respecto a los conjuntos de placas y los intercambiadores de calor de placas se consideran intercambiables en la presente solicitud.A permanently bonded plate heat exchanger as disclosed herein should be construed as a non-accessible heat exchanger comprising a set of permanently bonded plates in which at least all contact areas between plates in contact with corrosive fluid are permanently united. Therefore, since the plate heat exchanger is not accessible, it should be interpreted that the plate heat exchanger cannot be disassembled. For a plate heat exchanger, this means that not even the racks or mounting plates that are around a set of plates and must be in contact with at least one corrosive heat exchange fluid can be separated. The permanently attached plate heat exchanger according to the present invention is impossible to disassemble in any way in the parts in contact with at least one fluid, for example, a corrosive fluid. Expressions permanently attached and permanently assembled with respect to plate assemblies and plate heat exchangers are considered interchangeable in the present application.

La presente invención se refiere a la aplicación de una película sólida de un revestimiento que contiene tántalo sobre superficies dentro de un conjunto de placas o intercambiador de calor de placas unido permanentemente. El compuesto que contiene tántalo utilizado como revestimiento, preferiblemente tántalo metálico, óxido de tántalo y / o nitruro de tántalo, aplicado sobre las superficies de los intercambiadores de calor para estar en contacto con un fluido altamente corrosivo. En una realización preferida, el compuesto que contiene tántalo es tántalo metálico y/u óxido de tántalo, preferiblemente tántalo metálico. Si el revestimiento de tántalo está hecho de tántalo metálico, naturalmente, la parte más superior del revestimiento se oxida y, por lo tanto, es óxido de tántalo, y la parte más baja del revestimiento se alea con los materiales de un conjunto de placas o intercambiador de placas unido permanentemente.The present invention relates to the application of a solid film of a coating containing tantalum on surfaces within a plate assembly or plate heat exchanger permanently attached. The compound containing tantalum used as a coating, preferably metallic tantalum, tantalum oxide and / or tantalum nitride, applied on the surfaces of the heat exchangers to be in contact with a highly corrosive fluid. In a preferred embodiment, the tantalum-containing compound is metallic tantalum and / or tantalum oxide, preferably metallic tantalum. If the tantalum lining is made of metallic tantalum, naturally, the upper part of the lining is oxidized and, therefore, is tantalum oxide, and the lower part of the lining is alloyed with the materials of a plate assembly or permanently exchanged plate exchanger.

El conjunto de placas unidas permanentemente y el intercambiador de calor unido permanentemente revestido de acuerdo con la presente invención está hecho de acero inoxidable o acero al carbono. El acero inoxidable y el acero al carbono se consideran materiales con buenas propiedades mecánicas. El conjunto de placas unidas permanentemente o el intercambiador de calor unido permanentemente se ensambla mediante soldadura autógena, soldadura blanda, unión por fusión o soldadura fuerte, preferiblemente mediante soldadura autógena, unión por fusión o soldadura fuerte. La soldadura fuerte se realiza preferiblemente mediante el uso de cobre como material de soldadura fuerte. Preferiblemente, el intercambiador de calor está hecho de acero inoxidable y se ensambla usando soldadura autógena, unión por fusión o soldadura fuerte, preferiblemente unión por fusión o soldadura fuerte de cobre.The set of permanently bonded plates and the permanently bonded heat exchanger coated in accordance with the present invention is made of stainless steel or carbon steel. Stainless steel and carbon steel are considered materials with good mechanical properties. The set of permanently bonded plates or the permanently bonded heat exchanger is assembled by autogenous welding, soft welding, fusion bonding or brazing, preferably by autogenous welding, fusion bonding or brazing. Brazing is preferably performed by using copper as brazing material. Preferably, the heat exchanger is made of stainless steel and is assembled using autogenous welding, fusion bonding or brazing, preferably fusion bonding or copper brazing.

Según la presente invención, el revestimiento que comprende tántalo aplicado sobre las superficies en al menos uno de los lados de flujo designados para ser utilizados para fluidos altamente corrosivos tiene preferiblemente un espesor de película de aproximadamente 1-300 pm, preferiblemente 1-125 pm, más preferiblemente 1-50 pm, incluso más preferiblemente 10-40 pm y más preferiblemente 15-25 pm.According to the present invention, the coating comprising tantalum applied on the surfaces on at least one of the flow sides designated to be used for highly corrosive fluids preferably has a film thickness of about 1-300 pm, preferably 1-125 pm, more preferably 1-50 pm, even more preferably 10-40 pm and more preferably 15-25 pm.

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EjemplosExamples

Dos unidades de acero inoxidable soldadas con cobre, CB14, y dos unidades de acero inoxidable Alfa Fusión, AN14, de Alfa Laval se han procesado con el proceso de CVD para revestir con tántalo. Las unidades convencionales de Alfa Fusion, AN14, se usaron como referencia. Todas las unidades contenían placas de acero inoxidable, pero en CB14 eran de cobre soldado y en AN14 estaban unidas por fusión.Two stainless steel units welded with copper, CB14, and two stainless steel units Alfa Fusión, AN14, from Alfa Laval have been processed with the CVD process to coat with tantalum. The conventional Alfa Fusion units, AN14, were used as reference. All units contained stainless steel plates, but in CB14 they were welded copper and in AN14 they were joined by fusion.

Proceso:Process:

El tántalo reacciona con cloro gaseoso para formar TaCl5. El gas se conduce a un horno de vacío a 850 °C donde el TaCl5 reaccionará con las superficies disponibles (acero inoxidable, cobre, acero al carbono, grafito, etc.) para formar un revestimiento de tántalo con CVD. La presión del gas es de aproximadamente 25 mB, y el proceso se ejecuta durante aproximadamente 8 horas.Tantalum reacts with gaseous chlorine to form TaCl5. The gas is conducted to a vacuum oven at 850 ° C where the TaCl5 will react with the available surfaces (stainless steel, copper, carbon steel, graphite, etc.) to form a tantalum coating with CVD. The gas pressure is approximately 25 mB, and the process runs for approximately 8 hours.

El cloro liberado durante el proceso reaccionará con hidrógeno para formar gas clorhídrico que se elimina del proceso y se neutraliza con hidróxido de sodio.The chlorine released during the process will react with hydrogen to form hydrochloric gas that is removed from the process and neutralized with sodium hydroxide.

El gas TaCl5 se conduce desde el tubo central a las unidades. Los pequeños espaciadores colgantes unidos a la entrada y a la salida se utilizan para evaluar el grosor de la capa de tántalo. De acuerdo con la medición del peso de los espaciadores antes y después del proceso, el espesor promedio de la capa de tántalo es de aproximadamente 45 gm en la entrada y 38 gm en la salida.TaCl5 gas is conducted from the central tube to the units. The small hanging spacers attached to the entrance and exit are used to assess the thickness of the tantalum layer. According to the measurement of the weight of the spacers before and after the process, the average thickness of the tantalum layer is approximately 45 gm at the entrance and 38 gm at the exit.

Análisis:Analysis:

Las unidades procesadas de tántalo por CVD (unidades CB 14 y AN 14) se sometieron a prueba de corrosión con ácido clorhídrico a 75 °C durante 48 h. El ácido clorhídrico utilizado para la prueba no mostró casi ningún cambio en el color después de la recirculación en las unidades tratadas con tántalo. Las unidades CB 14 y AN 14 revestidas con tántalo no mostraron ninguna fuga u otros signos de daños por corrosión durante o después de la prueba de corrosión. Después de la prueba de corrosión, las unidades se probaron a presión con aire comprimido a 8 bar. No se observaron fugas externas ni internas en las unidades.The tantalum processed units by CVD (units CB 14 and AN 14) were tested for corrosion with hydrochloric acid at 75 ° C for 48 h. The hydrochloric acid used for the test showed almost no change in color after recirculation in the units treated with tantalum. CB 14 and AN 14 units coated with tantalum showed no leakage or other signs of corrosion damage during or after the corrosion test. After the corrosion test, the units were tested under pressure with compressed air at 8 bar. No external or internal leaks were observed in the units.

También se probó la corrosión en una unidad AN14 convencional en ácido clorhídrico. Para la unidad AN14 convencional, el ácido clorhídrico reaccionó fuertemente con las superficies de acero inoxidable bajo emisión de gas hidrógeno, el ácido tuvo que ser reemplazado un par de veces debido al agotamiento. Se observó una fuerte coloración verde del cloruro de hierro en el ácido de la unidad estándar. La unidad AN14 convencional no mostró fugas después de 90 minutos, pero después de 6 horas se detectaron numerosas fugas grandes.Corrosion was also tested in a conventional AN14 unit in hydrochloric acid. For the conventional AN14 unit, hydrochloric acid reacted strongly with stainless steel surfaces under hydrogen gas emission, the acid had to be replaced a couple of times due to depletion. A strong green coloration of iron chloride was observed in the acid of the standard unit. The conventional AN14 unit showed no leaks after 90 minutes, but after 6 hours numerous large leaks were detected.

Después de las pruebas de corrosión, las unidades se cortaron y los cortes transversales de las superficies se prepararon metalográficamente y se examinaron con un microscopio. Las unidades tratadas con tántalo se cortaron y se examinaron cuatro cortes transversales de cada unidad. La unidad CB 14 mostró una adhesión muy buena entre el cobre y el tántalo en todas las ubicaciones investigadas. La unidad CB 14 mostró una adhesión ligeramente mejor entre el cobre y el tántalo que el acero inoxidable y el tántalo en la unidad AN 14. Una razón para esto podría ser que la superficie de la unidad AN 14 puede haberse contaminado o, en menor medida, ser debido a la mayor rugosidad de la superficie en la unidad AN 14.After corrosion tests, the units were cut and the cross sections of the surfaces were prepared metallographically and examined with a microscope. The units treated with tantalum were cut and four cross sections of each unit were examined. The CB 14 unit showed very good adhesion between copper and tantalum in all the locations investigated. The CB 14 unit showed slightly better adhesion between copper and tantalum than stainless steel and tantalum in unit AN 14. One reason for this could be that the surface of unit AN 14 may have been contaminated or, to a lesser extent , due to the greater surface roughness in the AN 14 unit.

El espesor de la capa de tántalo varía de aproximadamente 105-125 gm en las áreas alrededor de la entrada justo a poco más de 10 gm a la distancia máxima diagonal desde la entrada en la unidad AN 14.The thickness of the tantalum layer varies from about 105-125 gm in the areas around the entrance just over 10 gm at the maximum diagonal distance from the entrance in the AN 14 unit.

El espesor de la capa de tántalo varía de aproximadamente 150 gm en la entrada hasta el espesor más fino, lo más probablemente menos de 5 gm a la distancia máxima en diagonal desde la entrada en la unidad CB 14.The thickness of the tantalum layer varies from about 150 gm at the entrance to the finest thickness, most likely less than 5 gm at the maximum diagonal distance from the entry into the CB 14 unit.

Claims (8)

55 1010 15fifteen 20twenty 2525 3030 3535 REIVINDICACIONES 1. Un conjunto de placas unidas permanentemente para un intercambiador de calor de placas de acero inoxidable, cobre o acero al carbono, caracterizado por que al menos todas las superficies en contacto con los medios de al menos uno de los lados de flujo del conjunto de placas tienen un revestimiento unido por aleación de un compuesto que contiene tántalo, en donde el revestimiento tiene un espesor de aproximadamente 1-300 pm, y por que el revestimiento ha sido aplicado después de que se haya unido permanentemente el conjunto de placas.1. A set of plates permanently attached for a heat exchanger of stainless steel, copper or carbon steel plates, characterized in that at least all surfaces in contact with the means of at least one of the flow sides of the assembly of Plates have an alloy-bonded coating of a tantalum-containing compound, wherein the coating has a thickness of about 1-300 pm, and why the coating has been applied after the plate assembly has been permanently attached. 2. Un conjunto de placas unidas permanentemente de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el compuesto que contiene tántalo es tántalo metálico, óxido de tántalo y/o nitruro de tántalo, preferiblemente tántalo metálico y/u óxido de tántalo, más preferiblemente tántalo metálico.2. A set of permanently bonded plates according to claim 1, wherein the tantalum-containing compound is metallic tantalum, tantalum oxide and / or tantalum nitride, preferably metallic tantalum and / or tantalum oxide, more preferably metallic tantalum . 3. Un conjunto de placas unidas permanentemente de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en donde el conjunto de placas se ha ensamblado usando soldadura, unión por fusión o soldadura fuerte, preferiblemente unión por fusión o soldadura fuerte de cobre.3. A set of permanently bonded plates according to claims 1 or 2, wherein the set of plates has been assembled using solder, fusion bonding or brazing, preferably fusion bonding or brazing copper. 4. Un conjunto de placas unidas permanentemente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde el conjunto de placas está hecho de acero inoxidable y se ha ensamblado usando soldadura autógena, unión por fusión o soldadura fuerte, preferiblemente unión por fusión o soldadura fuerte de cobre.4. A set of permanently bonded plates according to any one of claims 1-3, wherein the plate set is made of stainless steel and has been assembled using autogenous welding, fusion bonding or brazing, preferably fusion bonding or copper solder. 5. Un conjunto de placas unidas permanentemente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde el revestimiento de un compuesto que contiene tántalo tiene un espesor de aproximadamente 1-125 pm, preferiblemente 1-50 pm, más preferiblemente 10-40 pm y lo más preferiblemente 15-25 pm.5. A set of permanently bonded plates according to any one of claims 1-4, wherein the coating of a tantalum-containing compound has a thickness of about 1-125 pm, preferably 1-50 pm, more preferably 10- 40 pm and most preferably 15-25 pm. 6. Un intercambiador de calor de placas caracterizado por que comprende un conjunto de placas del tipo definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-5.6. A plate heat exchanger characterized in that it comprises a set of plates of the type defined in any one of claims 1-5. 7. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con la reivindicación 6, en donde dicho intercambiador de calor tiene bastidores y/o placas de montaje que son parte de al menos uno de los lados de flujo del intercambiador de calor y dichos bastidores y/o placas de montaje están hechos de tántalo, o acero inoxidable o acero al carbono que tienen un revestimiento unido por aleación de un compuesto que contiene tántalo, preferiblemente acero inoxidable o acero al carbono que tiene un revestimiento unido por aleación de un compuesto que contiene tántalo, más preferiblemente acero inoxidable que tiene un revestimiento unido por aleación de un compuesto que contiene tántalo.7. A plate heat exchanger according to claim 6, wherein said heat exchanger has racks and / or mounting plates that are part of at least one of the flow sides of the heat exchanger and said racks and / or mounting plates are made of tantalum, or stainless steel or carbon steel having an alloy bonded coating of a tantalum containing compound, preferably stainless steel or carbon steel having an alloy bonded coating of a tantalum containing compound , more preferably stainless steel having an alloy bonded coating of a tantalum-containing compound. 8. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el intercambiador de calor de placas está unido permanentemente y está hecho de acero inoxidable o de acero al carbono y todas las superficies de al menos uno de los lados de flujo del intercambiador de calor de placas tienen un revestimiento unido por aleación de un compuesto que contiene tántalo.8. A plate heat exchanger according to claim 7, wherein the plate heat exchanger is permanently attached and made of stainless steel or carbon steel and all surfaces of at least one of the flow sides of the plate heat exchanger have an alloy bonded coating of a tantalum-containing compound.
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