Rivestimento scambiatori di calore: perché può fare davvero la differenza?

Il rivestimento degli scambiatori di calore rappresenta oggi una delle soluzioni più efficaci per aumentare fattori determinanti, quali l’efficienza, la durata e l’affidabilità delle apparecchiature industriali.

Nei settori per esempio legati a power generation, Oil & Gas, raffinerie, impianti di refrigerazione e processi chimici, gli scambiatori di calore (soprattutto quelli a fascio tubiero) sono componenti critici, costantemente esposti a:

• condizioni operative severe;
• fluidi aggressivi;
• acqua di mare o acque industriali ricche di impurità.

L’adozione di sistemi di rivestimento avanzati (tipo quelli a base di resine epossidiche o epossidico-fenoliche) può determinare un significativo miglioramento delle prestazioni e del ciclo di vita dell’impianto.

Un problema quotidiano: corrosione, depositi e blocchi dell’impianto

Per comprendere l’importanza del rivestimento, basta osservare cosa accade all’interno di un fascio tubiero in esercizio. Le superfici si trovano a contatto continuo con acqua di mare, acque industriali o fluidi di processo spesso aggressivi.

Sedimenti, organismi biologici e composti carbonatici si depositano rapidamente, riducendo la capacità di trasferimento termico e al tempo stesso creando le condizioni ideali per l’innesco di corrosione sotto deposito.

Non si tratta di effetti marginali: anche un singolo foro in un tubo può portare allo stop immediato del sistema, come avviene ad esempio nei condensatori a servizio delle turbine o nei circuiti di refrigerazione, dove una microperforazione può causare la perdita di ingenti quantità di gas refrigerante e la conseguente interruzione del servizio.

È proprio nel suddetto scenario che il rivestimento degli scambiatori di calore assume un valore strategico. Proteggere le superfici significa infatti prevenire fenomeni che, se lasciati evolvere, possono tradursi in costi elevati e in inefficienze croniche.

Come funzionano i rivestimenti e perché fanno la differenza

Negli ultimi decenni, l’industria ha sviluppato sistemi di rivestimento a base di resine epossidiche ed epossidico-fenoliche, in grado di proteggere a lungo le superfici metalliche dall’azione combinata di corrosione, erosione, cavitazione e fouling.

Tali accorgimenti vengono applicati sulla piastra tubiera, all’interno dei tubi e nelle water box. La loro efficacia si deve alla capacità di creare una barriera omogenea e resistente, volta ad adattarsi a temperature operative fino a 180 °C e a resistere a fluidi anche fortemente aggressivi.

Attraverso sistemi brevettati con sonde interne che spruzzano la resina in modo uniforme, è possibile ottenere un film di spessore controllato e costante (condizione essenziale per garantire protezione e prestazioni nel lungo periodo).

Già la sola protezione dalla corrosione giustifica l’adozione del rivestimento negli scambiatori di calore, ma i vantaggi vanno ben oltre: una delle scoperte più interessanti degli ultimi anni riguarda infatti la capacità degli stessi rivestimenti di ridurre l’adesione dei depositi. Aspetto cruciale per mantenere elevata l’efficienza dello scambio termico.

Studi di laboratorio hanno analizzato l’effetto di tali accorgimenti costruttivi su tubi in acciaio inox, Cu-Ni e ottone-alluminio, simulando condizioni reali con acqua di mare e acqua fluviale. Le superfici rivestite hanno mostrato una rugosità molto inferiore, una bagnabilità ridotta e una maggiore uniformità.

Le prove al microscopio elettronico hanno poi evidenziato una differenza netta tra superfici trattate e non trattate, mentre le immersioni prolungate fino a 28 settimane hanno confermato una minore adesione dei depositi carbonatici e una riduzione della formazione di biofilm.

In alcuni casi, il conteggio cellulare su tubi in acciaio inox ha mostrato valori fino a sessanta volte superiori nelle superfici non rivestite rispetto a quelle rivestite. Ciò significa che un rivestimento adeguato, oltre a proteggere, contribuisce direttamente a migliorare il rendimento termico, mantenendo lo scambiatore più pulito e performante nel tempo.

È altresì importante sottolineare che la validità dei rivestimenti non è frutto di osservazioni sporadiche, ma di un percorso rigoroso di test e verifiche. Le formulazioni vengono sottoposte regolarmente a prove in nebbia salina fino a 2000 ore, test di immersione secondo ISO 2812 e altri controlli specifici mirati a garantire stabilità, resistenza e costanza delle prestazioni.

La raccolta sistematica dei dati ottenuti dalle applicazioni in campo permette inoltre di aggiornare e ottimizzare le tecniche applicative, assicurando un miglioramento netto e continuo delle soluzioni proposte.

Quando la protezione fa la differenza: un caso reale

Un esempio significativo di quanto appena illustrato arriva da un importante sito Oil & Gas in Libia, dove nel 2013 sono stati installati otto fasci tubieri rivestiti. Dato che, scambiatori non trattati ma costruiti nello stesso modo avevano in passato evidenziato problemi rilevanti di corrosione e fouling già nel breve periodo, è stato scelto di applicare un ciclo epossidico completo all’interno dei tubi e un rivestimento ad alto spessore sulla piastra tubiera.

Dopo quattro anni di esercizio, un’ispezione visiva e una endoscopica hanno mostrato condizioni nettamente migliori nei fasci rivestiti rispetto a quelli non trattati: praticamente nessun prodotto di corrosione, depositi ridotti e un rivestimento ancora perfettamente integro.

Si tratta di una conferma concreta di ciò che i test di laboratorio avevano già indicato, ovvero che tale approccio permette una riduzione reale dei fenomeni di degrado, prolungando la vita operativa dell’apparecchiatura e garantendo un funzionamento più efficiente e stabile nel tempo.

L’adozione di un rivestimento specifico per scambiatori di calore consente pertanto alle aziende di ottenere un duplice beneficio: da un lato si riducono costi e interventi di manutenzione diminuendo la frequenza delle pulizie e prevenendo guasti potenzialmente gravi, mentre dall’altro si migliora l’efficienza energetica mantenendo le superfici interne pulite più a lungo e assicurando un trasferimento di calore ottimale.

A ciò si aggiunge la possibilità di utilizzare materiali base meno costosi e di evitare la necessità di ricorrere a leghe estremamente resistenti e quindi molto più onerose. Il rivestimento diventa quindi non solo una protezione, ma un elemento strategico di progettazione e ottimizzazione dell’impianto stesso.

A seguito di ciò, si può quindi affermare che, in un contesto industriale (dove efficienza e affidabilità sono sempre più centrali) il rivestimento degli scambiatori di calore si impone come una scelta intelligente e sostenuta da dati concreti.

Offre protezione, prolunga la vita utile delle apparecchiature, riduce i fenomeni di fouling e migliora le prestazioni energetiche. È una tecnologia consolidata e validata da decenni di esperienza, che continua a evolvere grazie alla ricerca e alla sperimentazione.

Per le aziende che desiderano aumentare la continuità operativa, ridurre i costi e migliorare il rendimento dei propri impianti, investire in tali soluzioni di qualità significa fare un passo deciso verso una gestione più efficiente e sostenibile.