Wymiennik ciepła może kontynuować pracę bez widocznych wycieków zewnętrznych, podczas gdy wydajność procesu stopniowo się pogarsza. Czystość produktu spada, temperatura odchyla się od wartości zadanej lub jeden płyn krążący nieoczekiwanie pojawia się w innej pętli. Pobieranie próbek ujawnia-zanieczyszczenie krzyżowe, a mimo to uszczelki, kołnierze i zewnętrzne przewody rurowe pozostają suche. W wymiennikach ciepła PTFE sytuacja ta często wskazuje na ukrytą wadę wewnętrzną: nieszczelność ścianki rury spowodowana awarią złącza rurki na styku, gdzie każda rura jest uszczelniona z ścianą rury. Ponieważ ścieżka wycieku istnieje wewnątrz wymiennika, konwencjonalne kontrole rzadko pozwalają na jego szybką identyfikację, a cenny czas produkcji może zostać stracony przed potwierdzeniem prawdziwego źródła.
Wyzwanie wynika ze sposobu mocowania rurek PTFE do arkusza sitowego. W przeciwieństwie do wymienników metalowych, które opierają się na walcowaniu lub spawaniu, w konstrukcji PTFE wykorzystuje się techniki łączenia termicznego, rozszerzania mechanicznego lub uszczelniania przez ściskanie. Podczas zgrzewania koniec rury i materiał arkusza rury są podgrzewane i stapiane w celu utworzenia jednorodnego połączenia. Metody rozszerzania polegają na odkształceniu rury w precyzyjnym otworze, tak aby ściśle przylegała do ściany. Złączki zaciskowe wykorzystują kontrolowane zaciskanie, aby utrzymać siłę uszczelniającą. Każda metoda jest skuteczna, jeśli jest prawidłowo wykonana, jednak każda z nich zależy od stabilnych naprężeń mechanicznych i kontrolowanych warunków temperaturowych, aby zachować-szczelność.
Cykle termiczne są jednym z najczęstszych czynników powodujących pogorszenie stanu stawów. PTFE rozszerza się znacznie bardziej niż typowe konstrukcyjne tworzywa sztuczne lub wzmocnione materiały na arkusze rurowe. Podczas ogrzewania rura wydłuża się, a średnica wzrasta; podczas chłodzenia kurczy się. Jeśli arkusz rurowy rozszerza się z różną szybkością, powtarzające się cykle powodują mikro-ruchy na granicy faz. Z biegiem czasu wiązanie słabnie i wzdłuż powierzchni uszczelniającej tworzą się mikroskopijne kanały. Wymiennik może przejść testy hydrostatyczne, gdy jest zimny, ale w temperaturze roboczej może przeciekać wewnętrznie, powodując zamieszanie podczas rozwiązywania problemów.
Inną częstą przyczyną są naprężenia mechaniczne. Zewnętrzne rurociągi podłączone do wymiennika czasami przenoszą obciążenie lub niewspółosiowość do dysz. Obciążenia te przenoszą się bezpośrednio na arkusz sitowy. Nawet małe odkształcenia mogą zniekształcić otwory rur o ułamki milimetra, co jest wystarczające do naruszenia uszczelnienia PTFE. Wibracje pochodzące z pobliskich pomp pogłębiają problem poprzez wielokrotne zginanie końców rur. Badania terenowe często odkrywają, że sam wymiennik jest nienaruszony, podczas gdy niepodparte rurociągi stale obciążają obszar złącza. Sama korekta układu podporowego może zatrzymać postępujące uszkodzenia.
Wady produkcyjne również mają swój udział, chociaż rzadziej. Łączenie termiczne wymaga wyjątkowo czystych powierzchni i precyzyjnej kontroli temperatury. Zanieczyszczenia podczas montażu lub nierównomierne ogrzewanie mogą spowodować niepełne stopienie na części obwodu. Wymiennik początkowo działa dobrze, ale słaby segment stopniowo otwiera się pod wpływem cyklicznych zmian ciśnienia. Ponieważ problem może dotyczyć tylko jednej lub dwóch rur, problem może pozostać niewykryty do czasu, aż zanieczyszczenie stanie się mierzalne.
Wykrywanie nieszczelności arkusza rur wymaga metod pośrednich. Praktycznym podejściem jest odizolowanie każdego obwodu i zwiększenie ciśnienia po jednej stronie, podczas gdy druga strona jest odpowietrzana i napełniana wodą. Pojawienie się pęcherzyków na wylocie kanału wskazuje na wewnętrzny wyciek. Bardziej czułe testy wykorzystują gazy znakujące, takie jak azot lub hel; detektor po przeciwnej stronie wykrywa niewielką migrację przez uszkodzone złącze. Testowanie spadku ciśnienia jest również skuteczne: strona pod ciśnieniem jest monitorowana pod kątem stopniowego spadku, podczas gdy temperatura pozostaje stabilna. W połączeniu z analizą płynów wykazującą-zanieczyszczenia krzyżowe, testy te potwierdzają uszkodzenie złącza rurowego nawet bez dostępu wzrokowego.
Po zidentyfikowaniu możliwości naprawy zależą od wagi i konstrukcji wymiennika. Zaskakująco powszechnym i skutecznym rozwiązaniem jest zatykanie rur. Nieszczelna rura jest mechanicznie uszczelniona na obu końcach, co trwale eliminuje ją z eksploatacji. Wydajność wymiany ciepła nieznacznie spada, ale wymiennik pozostaje sprawny. W przypadku wielu projektów poświęcenie niewielkiego odsetka rur ma znikomy wpływ na proces i przywraca natychmiastową niezawodność. Tam, gdzie marginesy wydajności są niewielkie, ponowne-rozszerzanie lub-łączenie może być możliwe, jeśli dostęp umożliwia lokalne ogrzewanie i kontrolowane oprzyrządowanie. Procedura ta wymaga specjalistycznego doświadczenia, aby uniknąć uszkodzenia sąsiednich rur.
W przypadku bardziej rozległych uszkodzeń obejmujących wiele stawów konieczne staje się ponowne założenie rurki. Wszystkie rury są usuwane i wymieniane, a otwory w arkuszach sit są odnawiane przed ponownym klejeniem. Chociaż jest to bardziej kosztowne, ponowne założenie rurki przywraca wymiennik do pierwotnej wydajności i może być lepszym rozwiązaniem niż wielokrotne przestoje spowodowane postępującym wyciekiem. Podczas każdej naprawy niezbędna jest kontrola wyrównania rurociągów i podpór montażowych; w przeciwnym razie te same naprężenia spowodują odtworzenie awarii.
Nieszczelności arkuszy rur stanowią poważne zagrożenie dla integralności, ponieważ umożliwiają wewnętrzne mieszanie, a nie widoczne uwolnienie. Jednak systematyczne wykrywanie nieszczelności i ukierunkowana naprawa często przywracają wymiennik do niezawodnej pracy bez pełnej wymiany. W przypadku zastosowań związanych z niebezpiecznymi lub ultraczystymi płynami, określenie konstrukcji z podwójnymi ściankami rurowymi lub zintegrowanymi portami do wykrywania wycieków zapewnia wczesne ostrzeganie i zabezpieczanie, przekształcając nieoczekiwane zdarzenie skażenia w wykonalne zadanie konserwacyjne.
