Materiales de Placas para Intercambiadores de Calor de Placas (PHE) y Empaques (GPHE)

🧭 Resumen: ¿qué materiales se usan en las placas?

En los PHE/GPHE se utilizan principalmente estos materiales, según corrosión, temperatura y costo:

✅ Acero inoxidable (304/316, dúplex 2205/2507): opción general por costo–beneficio.

✅ Titanio: ideal en agua de mar y cloruros altos.

✅ Aleaciones de níquel (p. ej., Hastelloy / Inconel): para químicos agresivos y T° elevadas.

✅ Cuproníquel (Cu-Ni): marino y desalinización.

✅ 254 SMO (alto Mo): cloruros exigentes donde 316L/2205 se quedan cortos.

🎯 Por qué el material importa

✅ Eficiencia térmica: afecta la transferencia de calor y el tamaño del equipo.

✅ Resistencia a la corrosión: evita picaduras/grietas y alarga la vida útil.

✅ Durabilidad mecánica: soporta presión, temperatura y ciclos.

✅ Limpieza (CIP): el material debe tolerar los químicos y sus concentraciones.

✅ Costo total: equilibrio entre inversión, repuestos y tiempo sin parar.

🔍 Cómo elegir el material (paso a paso)

1) Define tus fluidos: ¿agua, salmueras, químicos, alimentos, refrigerantes?

2) Evalúa la agresividad: cloruros, pH, oxidantes/halógenos, orgánicos.

3) Revisa condiciones: temperatura, presión y frecuencia de limpieza.

4) Considera el plan de CIP: tipo de químico, concentración y T°.

5) Calcula costo total: vida útil + repuestos + riesgo de paro.

6) Si hay duda entre dos materiales, elige el que reduzca el riesgo de corrosión.

Acero inoxidable (304/316 y dúplex)

Uso más común por su equilibrio entre costo, limpieza y desempeño.

Ventajas

✅ Buena resistencia a la corrosión (según grado).

✅ Fácil de limpiar (CIP) y con repuestos disponibles.

✅ Amplio rango de aplicaciones: agua, HVAC, alimentos/bebidas, procesos generales.

Grados habituales (orientativo)

• 304/304L → agua de red y procesos poco agresivos.

• 316/316L → mejor frente a cloruros moderados.

• Dúplex 2205 → mayor resistencia mecánica y a cloruros que 316L.

• Súper dúplex 2507 → cloruros más elevados cuando 2205 no alcanza.

Precauciones

⚠️ Riesgo de picadura y grietas por cloruros altos.

⚠️ Verifica compatibilidad con químicos de CIP (ácidos/álcalis fuertes).

🔗 + sobre acero inoxidable

Titanio

Preferido para agua de mar, salmueras y cloruros altos.

Ventajas

✅ Resistencia sobresaliente en agua salina.

✅ Buena transferencia térmica en placas delgadas.

✅ Peso bajo con alta resistencia.

Precauciones

⚠️ Costo inicial alto; compensa con vida útil en marino.

⚠️ Revisa compatibilidad con químicos oxidantes fuertes.

🔗 + sobre titanio

Aleaciones de níquel (p. ej., Hastelloy / Inconel)

Pensadas para ambientes químicos agresivos y/o temperaturas elevadas.

Ventajas

✅ Soportan ácidos fuertes y soluciones alcalinas.

✅ Estables a altas temperaturas.

✅ Durabilidad en ambientes extremos.

Precauciones

⚠️ Inversión alta; úsalo cuando el inoxidable/titanio no sean suficientes.

⚠️ Confirma compatibilidad exacta con tu químico (grado específico).

🔗 + sobre Hastelloy

Cuproníquel (Cu-Ni)

Muy usado en marino, desalinización y agua salobre.

Ventajas

✅ Excelente resistencia a agua salada y biofouling.

✅ Buena conductividad térmica.

✅ Propiedades antimicrobianas útiles en sistemas de agua.

Precauciones

⚠️ Evita amoníaco y ciertos oxidantes fuertes.

⚠️ Menor resistencia mecánica que dúplex/súper dúplex.

🔗 + sobre cuproníquel

254 SMO (UNS S31254)

Acero inoxidable de alta aleación (alto Mo) para cloruros exigentes.

Ventajas

✅ Excelente resistencia a picaduras/grietas por cloruros.

✅ Mejor desempeño que 316L en agua con sales y químicos agresivos.

Precauciones

⚠️ Más costoso que 316L; evalúa contra dúplex 2205/2507 según caso.

⚠️ Verifica CIP y temperaturas de limpieza.

🔗 + sobre SMO 254

Compatibilidad por tipo de fluido (guía orientativa)

• Agua de red/potable → 304/316L.

• Agua con cloruros moderados (torres, lazos abiertos) → 316L o 2205; si suben mucho → 254 SMO o 2507.

• Agua de mar/salmueras → Titanio o Cu-Ni (según otras condiciones).

• Alimentos/bebidas con CIP estándar → 316L (verifica químicos y T° del CIP).

• Químicos agresivos (ácidos/álcalis) → evaluar aleaciones de níquel; confirmar grado.

• Procesos con alta T° y ciclos térmicos → dúplex/súper dúplex o níquel, según fluido.

Notas de limpieza (CIP) y material

✅ Usa químicos compatibles con placas y juntas (no solo placas).

✅ Controla concentración y temperatura del CIP (exceso acelera corrosión).

✅ Enjuaga bien para evitar depósitos reactivos.

✅ Si el CIP no recupera desempeño, evalúa limpieza manual (desmontaje).

🚫 Errores comunes (y cómo evitarlos)

❌ Elegir material por precio sin ver cloruros/pH → ✅ prioriza compatibilidad.

❌ Químico de CIP incompatible → ✅ pide hoja técnica y valida material.

❌ “Apretar de más” al cerrar el paquete → ✅ respeta torques y secuencia.

❌ Mezclar placas u orientación → ✅ organízalas y marca posiciones.

❌ Ignorar señales de corrosión → ✅ inspecciona y prueba estanqueidad.

🔎 Señales de alerta de corrosión/falla

• Picaduras (pitting) en zonas de estancamiento.

• Grietas por cloruros (SCC) en inox a T° elevadas.

• Fugas externas por juntas fatigadas.

• Mezcla de fluidos (crítica): detener y probar estanqueidad de inmediato.

🧾 Checklist para cotizar material de placas

✅ Fluido caliente y fluido frío (función: calentar, enfriar, condensar, recuperar).

✅ Caudales y temperaturas de entrada/salida en ambos lados.

✅ Cloruros/pH/oxidantes del fluido y químicos de CIP.

✅ Presión/temperatura de operación y ciclos térmicos.

✅ Restricciones de tu planta (normas, materiales aprobados).

✅ Presupuesto y costo total esperado (vida + repuestos + paros).

❓ Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Cuál es el mejor material “universal”?

No existe uno. 304 y 316L funciona en muchos casos, pero titanio, dúplex, 254 SMO o níquel pueden ser necesarios según cloruros/químicos y temperatura.

¿Titanio o 254 SMO para agua de mar?

Titanio suele ser la opción más segura en agua de mar; 254 SMO puede funcionar en ciertos casos, pero valida cloruros, T° y CIP.

¿Cuándo usar aleaciones de níquel?

Cuando el inoxidable/titanio no resisten tu químico ni la T° del proceso. Selecciona el grado exacto según el fluido.

¿El material de la junta importa?

Sí. La compatibilidad de la junta (NBR, EPDM, FKM/Viton, etc.) debe revisarse junto con el material de placa.

¿Puedo cambiar de material en refacciones?

Sí. Si tu proceso cambió o hubo corrosión, puedes migrar a placas de material superior para extender la vida del equipo.

Conclusión

La selección del material de las placas en un intercambiador de calor de placas (PHE, GPHE) es clave para garantizar su rendimiento y durabilidad. Ideal es seleccionarlos correctamente desde que adquieres tu equipo, pero también mas adelante puedes adquirir las refacciones o repuestos correctos.

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Material Empaques para Intercambiadores de Placas

Guía de Mantenimiento Intercambiador de Placas

(AI, comunicación personal, 2025). Este articulo fue creado por un asesor externo.

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