Con el tiempo, los fluidos de transferencia de calor de alta temperatura HTF van perdiendo sus características iniciales debido a diferentes procesos de degradación. Los más comunes son la herrumbre, la oxidación y la degradación térmica.
La temperatura es uno de los parámetros más críticos en la estabilidad de estos fluidos, por lo que hay que prestar mayor atención a la degradación térmica del fluido.
| Compuesto base | Bifenilo | Difenil éter |
|---|---|---|
| Punto de ebullición (ºC) | 255 | 259 |
| Punto de inflamación (ºC) | 110 | 115 |
Tabla 1. Características químicas del bifenio y difenil éter
Cuando la temperatura alcanza valores suficientemente altos, el fluido se empieza a descomponer en dos principales tipos de compuestos de degradación:
Productos de bajo punto de ebullición (low boilers), generados como craqueo térmico del fluido. Si el contenido de estos compuestos alcanza un nivel suficientemente alto en el fluido, se generarán problemas como la cavitación de las bombas, el incremento de presión en el sistema y la disminución en el punto de inflamación.
Como medida transitoria, se ventea el sistema para eliminar estos compuestos y el daño potencial que pueden ocasionar al sistema. Altas cantidades de estos compuestos (>1%) pueden acarrear grandes costes de reposición de fluido debido al venteo.
| Compuesto “low boilers” | Hidrógeno | Metano | Fenol | Benceno |
|---|---|---|---|---|
| Punto de ebullición (ºC) | -253 | -162 | 182 | 80 |
| Punto de inflamación (ºC) | # | -188 | 79 | -11 |
Tabla 2. Características químicas de los compuestos de bajo punto de ebullición (low bolilers)
Productos de alto punto de ebullición (high boilers), generados como degradación térmica del fluido. Parte de los compuestos de bajo punto de ebullición pueden polimerizar y recombinarse para formar productos de mayor peso molecular. Debido a que estos compuestos van a poseer un punto de ebullición superior al fluido, no van a poder ventearse por el sistema. Cuando su contenido es superior al 10%, la viscosidad del sistema aumenta tanto que afecta a la bombeabilidad y a la transferencia de calor. Una cantidad alta de “high boilers” (>10%) puede provocar la formación de lodos, lo que conlleva a la necesidad sustituir el fluido.
La fracción de “high boilers” está compuesta por productos de dos, tres y cuatro anillos aromáticos: dibenzofuranos, isómeros de terfenilos, isómeros de bifenil penil éter (BIPPE), isómeros de tetrafenos, fenioxiterefenilos y otros compuestos similares de cuatro anillos aromáticos.
La velocidad a la que se forman los “low boilers” y “high boilers” depende fundamentalmente de la temperatura, pero el tipo y proporción de compuestos que se forman permanece prácticamente igual. Esto se cumple siempre y cuando la temperatura de degradación del fluido no sea muy acusada (>>425º C) o el tiempo de exposición a estas condiciones no sea muy elevado.
Los productos de degradación normalmente son solubles en el fluido, a no ser que el fluido se haya degradado tanto (temperatura, oxigeno, tiempo) que se hayan formado partículas de carbono sólidas.
En condiciones normales de trabajo, los contaminantes de bajo peso molecular (Low boiling), agua, aire y productos de degradación se acumulan en la fase vapor. Estos compuestos se deben ir eliminando periódicamente por la válvula de venteo.
El mayor factor de limitación del fluido es la estabilidad a la temperatura de trabajo. Cuando el fluido supera esta temperatura, éste se descompone y rápidamente se produce la degradación del mismo.
