فولینگ یا رسوبگذاری به طور کلی به ته نشین شدن و تجمع مواد ناخواسته مانند پوسته پوسته ها، جلبک، مواد جامد معلق و نمک‌های نامحلول بر روی سطوح داخلی یا خارجی تجهیزات فرایندی از جمله دیگ‌های بخار و مبدل‌های حرارتی تعریف میشود. مبدل‌های حرارتی تجهیزات فرآیندی هستند که در آن، حرارت به طور مداوم یا نیمه مداوم از یک سیال گرم به یک سیال سرد به طور مستقیم یا غیر مستقیم از طریق یک سطح انتقال حرارت که دو سیال را از هم جدا می‌کند، منتقل میشود.
مبدل‌های حرارتی در درجه اول از مجموعه‌ای از پایپ ها، تیوب ها یا کویل‌های صفحه‌ای تشکیل شده‌اند. رسوب بر روی سطوح تجهیزات فرآیند می‌تواند تاثیر منفی و قابل‌توجهی بر روی کارایی عملیاتی واحد داشته باشد. امروزه در بیشتر صنایع، یک ضرر اقتصادی عمده ممکن است به دلیل رسوبگذاری ایجاد شود. کل هزینه‌های مربوط به رسوب برای کشورهای صنعتی بزرگ، سالانه بیش از ۴.۴ میلیارد دلار تخمین زده میشود. یک تخمین دیگر، تلفات ناشی از رسوب مبدل‌های حرارتی در کشورهای صنعتی را در حدود ۰.۲۵ % تا ۳۰ % از تولید ناخالص داخلی آن‌ها قرار می‌دهد.
با توجه به مقاله پریچارد و تکری (آزمایشگاه‌های هارول)، حدود ۱۵ % از هزینه‌های نگهداری یک کارخانه فرآیندی را می توان به مبدل‌های حرارتی و دیگ‌های بخار نسبت داد، و از این رو، نیمی از آن احتمالا ناشی از رسوب است. هزینه‌های مربوط به رسوبگذاری مبدل حرارتی شامل زیان‌های تولید ناشی از زوال بهره‌وری و از دست دادن تولید در طول خاموشی (Shutdown) برنامه‌ریزی‌شده یا برنامه‌ریزی نشده ناشی از رسوبگذاری، و هزینه‌های تعمیر و نگهداری ناشی از حذف رسوبات رسوب با مواد شیمیایی و / یا دستگاه‌های ضد رسوب مکانیکی یا جایگزینی تجهیزات خورده‌شده یا متصل شده است.
رسوب در مبدل‌های حرارتی یک مشکل جدید نیست. با گذشت زمان و تحقیق بر روی رسوب مبدل‌های حرارتی در اوایل سال ۱۹۱۰، اولین کاربرد عملی این تحقیق در دهه ۱۹۲۰ به اجرا درآمد. پیشرفت در پیش‌گیری، کاهش و تکنیک‌های حذف رسوبگذاری صنعتی در مطالعه‌ای که در آزمایشگاه‌های شمال غربی اقیانوس آرام باتل برای وزارت انرژی ایالات‌متحده انجام شد، بررسی شد. دویست و سی و یک اختراع مربوط به رسوب مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. علاوه بر این، پیشرفت فنی بزرگی در طراحی و ساخت مبدل‌های حرارتی در این میان حاصل شده‌است.
با اینحال، امروزه رسوب مبدل حرارتی یکی از مهم‌ترین مشکلات حل‌نشده در علم گرمایی باقی می‌ماند، و پیش‌گیری یا کاهش مشکل رسوبگذاری هنوز هم یک فرآیند جاری است. تحقیقات بیشتر در مورد مشکل رسوب در مبدل‌های حرارتی و روش‌های عملی برای پیش‌بینی عامل رسوب، استفاده ی ویژه از تکنیک‌های دیجیتال مدرن، هنوز هم مورد نیاز است. یک نشانه مهم و واضح از ارتباط و فوریت این مشکل در فعالیت در حوزه پتنت های بین‌المللی جاری درباره رسوبگذاری دیده میشود.
اثرات مخرب عمده رسوبگذاری شامل از دست دادن انتقال حرارت است که با کاهش دمای خروجی مبدل و افزایش افت فشار نشان داده میشود. اثرات مخرب دیگر رسوبگذاری نیز ممکن است باعث مسدود شدن لوله‌های فرآیندی، خوردگی سطح زیر رسوب و آلودگی باشد. جاییکه شار حرارتی بالا است، مانند ژنراتورهای بخار، رسوبگذاری می‌تواند منجر به ایجاد نقاط داغ موضعی شود که در نهایت منجر به شکست مکانیکی سطح انتقال حرارت می چنین اثراتی در بیشتر موارد منجر به زیان‌های تولید و افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری میشود.
از دست دادن انتقال حرارت و کاهش دمای خروجی بار بعدی، نتیجه هدایت حرارتی پایین لایه یا لایه‌های رسوب است که به طور کلی کم‌تر از هدایت حرارتی سیال یا دیواره رسانایی است. در نتیجه این هدایت حرارتی کم‌تر، مقاومت حرارتی کلی در برابر انتقال حرارت افزایش می‌یابد و اثربخشی و بازده حرارتی مبدل‌های حرارتی کاهش می‌یابد. یک راه ساده برای نظارت بر یک سیستم انتقال حرارت رسم دمای خروجی در مقابل زمان است.
در یک واحد پالایشگاهی نفت، در حمص سوریه، رسوبگذاری منجر به کاهش دمای تغذیه از ۲۱۰ درجه سانتیگراد به ۱۷۰ درجه سانتیگراد شد. با افزایش سوخت مصرفی و در نتیجه افزایش هزینه سوخت، دمای کوره نیز افزایش می‌یابد. از طرف دیگر، سطح مبدل حرارتی ممکن است با هزینه‌های نصب و نگهداری اضافی متعاقب افزایش یابد. مساحت سطح اضافی مورد نیاز ممکن است بین ۱۰ تا ۵۰ % با میانگین حدود ۳۵ % تغییر کند، و هزینه‌های اضافی درگیر ممکن است تا ۲.۵ تا ۳.۰ برابر قیمت خرید اولیه مبدل‌های حرارتی افزایش یابد.
با شروع رسوب و ایجاد نتیجه از لایه یا لایه‌های رسوب، سطح مقطع لوله‌ها یا کانال‌های جریان کاهش می‌یابد. علاوه بر این، افزایش زبری سطح ناشی از رسوب، مقاومت اصطکاکی در برابر جریان را افزایش خواهد داد. چنین اثراتی به طور اجتناب‌ناپذیری منجر به افزایش افت فشار در مبدل حرارتی میشود که برای حفظ نرخ جریان در مبدل مورد نیاز است و حتی ممکن است منجر به بلوک‌های جریان شود.
تجربه با نظارت بر افت فشار نشان داده‌است که با این حال که این موضوع معمولا یک شاخص حساس به شروع زودهنگام رسوبگذاری در مقایسه با داده‌های انتقال حرارت نیست؛ بنابراین افت فشار به طور معمول برای پایش فرایند پیش گرم نفت خام مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. در شرایطی که نوسانات قابل‌توجهی در نرخ جریان تجربه میشود، تصحیح جریان می‌تواند هم برای افت فشار و هم برای محاسبات انتقال حرارت برای نرمال کردن داده‌ها به جریان استاندارد اعمال شود.
ساختارهای ته نشینی مختلف رسوب، می‌توانند منجر به خوردگی کم‌تر از رسوب مواد زیرلایه مانند رسوب موضعی،رسوب و لجنهای مومی شکل شوند.
ادامه دارد….