Hệ thống ống thổi: Loại, giới hạn di chuyển, vật liệu và hướng dẫn lựa chọn

Khi máy bơm khởi động trong vòng nước nóng 90°C, đường ống gần bộ trao đổi nhiệt có thể nhảy lên từ 12 đến 20 mm khi kim loại nóng lên. Nếu đường cứng, sự dịch chuyển đó sẽ truyền vào mặt bích, thân van và mối hàn; mặt bích bắt đầu rỉ nước và vết nứt ở tấm đế có thể xuất hiện trong vòng vài tuần. Hệ thống ống thổi thay đổi hình ảnh: các cuộn dây uốn cong, mặt bích vẫn chặt và máy bơm vẫn thẳng hàng.

Hướng dẫn này giải thích hệ thống ống thổi là gì, chuyển động mà hệ thống có thể xử lý, độ mỏi và các tiêu chuẩn đằng sau nó, các vật liệu đặt ra giới hạn sử dụng của nó và các thông số lựa chọn giúp ngăn ngừa sự cố tại hiện trường.

Hệ thống ống thổi là gì?

Phần tử ống thổi là một ống có thành mỏng được tạo thành một chuỗi các vòng xoắn ốc hoặc hình khuyên. Hệ thống bổ sung mọi thứ cần thiết để hoạt động trong đường ống thực tế: đầu nối cuối, lớp lót bên trong và nơi có lực đẩy, thanh giằng, bản lề hoặc thiết kế cân bằng áp suất. Như Hiệp hội các nhà sản xuất chung mở rộng (EJMA) đã nói, khe co giãn là một bộ phận ống thổi linh hoạt với các phụ kiện cuối như mặt bích để cho phép kết nối với đường ống liền kề.

Nguyên lý làm việc rất đơn giản: khi đường ống được kết nối di chuyển, mỗi cuộn xoắn hơi uốn cong trong phạm vi đàn hồi của nó. Bởi vì hình dạng sóng lan truyền biến dạng trên nhiều nếp gấp nhỏ, phần tử có được tốc độ đàn hồi thấp mà không bị mất sức mạnh. Kết quả là một bộ phận có thể nén, giãn và lệch liên tục mà không làm mặt bích và thiết bị bị quá tải.

Thành phần cốt lõi

• Phần tử ống thổi - ranh giới áp lực lượn sóng được tạo thành từ thân và rễ.
• Phụ kiện cuối - mặt bích, đầu hàn hoặc núm ren.
• Lớp lót bên trong - bảo vệ ống thổi khỏi bị xói mòn, nhiễu loạn và môi trường vận tốc cao.
• Vỏ ngoài hoặc dây bện - bảo vệ khỏi hư hỏng cơ học và hạn chế sự giãn nở.
• Thanh giằng và bản lề - hấp thụ lực đẩy để ống thổi chỉ nhìn thấy chuyển động dự kiến.

Khả năng di chuyển: Hệ thống ống thổi có thể hấp thụ những gì

Chuyển động dọc trục là nơi hệ thống ống thổi hoạt động ổn định: khe co giãn dọc trục một phần tử có thể hấp thụ nhiều chuyển vị hơn nhiều so với mức mà mặt bích cứng có thể chịu đựng được. Độ lệch ngang và góc quay cũng có thể xảy ra, nhưng chúng tiêu tốn nhiều độ xoắn hơn. Không bao giờ được phép xoắn — xoắn quanh trục ống — đối với hộp xếp không được gia cố.

Khi một số chuyển động xảy ra cùng một lúc, sự kết hợp sẽ làm giảm mức cho phép của từng chuyển động. Cung cấp cho nhà cung cấp bộ đầy đủ - trục cộng với cạnh cộng với góc, tính bằng milimét và độ - cùng với số chu kỳ nhiệt mỗi năm.

Tiêu chuẩn thiết kế và vòng đời: Mệt mỏi là giới hạn thực sự

Thời gian sử dụng hữu ích của hệ thống ống thổi được biểu thị bằng chu kỳ chứ không phải năm dương lịch. Mọi sự nén và mở rộng đều làm uốn cong tích chập ở đỉnh và gốc của nó; những ứng suất cục bộ đó tích tụ cho đến khi vết nứt bắt đầu ở phần mỏng nhất. EJMA xuất bản phương pháp thiết kế kết nối chuyển động được áp dụng, áp suất bên trong, độ dày thành và hình học tích chập với vòng đời dự kiến. Mối quan hệ này là phi tuyến tính: việc giảm chuyển động xuống 50% hành trình định mức có thể nhân tuổi thọ dự kiến ​​lên khoảng mười.

Hai hậu quả quan trọng trên trang web. Đầu tiên, việc vuốt ve ống thổi quá mức dù chỉ vài mm sẽ đốt cháy phần lớn sức dự trữ mệt mỏi của nó. Thứ hai, áp suất bên trong cao tạo ra lực đẩy dọc trục có thể làm mất ổn định phần tử - một tình trạng gọi là vặn vẹo. Các neo chính, thanh dẫn hướng và thanh giằng không phải là phụ kiện; họ giữ phần tử bên trong phong bì định mức của nó.

Vật liệu và Sản xuất Định hình Giới hạn Dịch vụ

Hầu hết các hệ thống ống thổi được chế tạo từ thép không gỉ austenit: 304/304L cho ứng dụng chung, 316/316L nơi có clorua hoặc khí quyển biển và các cấp ổn định khi nhiệt độ cao duy trì làm mềm kim loại. Trong nhiệm vụ hóa học tích cực, hợp kim niken xuất hiện, nhưng chúng làm tăng chi phí lên gấp nhiều lần, vì vậy việc lựa chọn vật liệu là một bài tập kinh tế cũng như một bài tập kỹ thuật.

Phương pháp tạo hình cũng có vấn đề. Các bộ phận được tạo hình bằng thủy lực có các cuộn xoắn đồng đều, sạch sẽ và phù hợp với nhiệm vụ tuần hoàn; các bộ phận được tạo hình bằng cuộn cơ học hoạt động tốt với bước và đường kính được kiểm soát trong quá trình sản xuất dài. Cấu trúc nhiều lớp - hai hoặc ba lớp mỏng thay vì một bức tường dày - tăng khả năng chịu áp lực với tốc độ lò xo thấp hơn, nhưng mỗi lớp phải được thông hơi để vết nứt nhỏ xuyên qua tường không thể trở thành bẫy áp suất. Các phụ kiện cuối được hàn theo quy trình đủ tiêu chuẩn; sự chuyển tiếp mối hàn kém là điểm khởi đầu phổ biến cho các vết nứt mỏi.

Đối với hệ thống gas dân dụng và thương mại, công nghệ tôn tương tự xuất hiện dưới dạng đầu nối gas linh hoạt bằng thép không gỉ; sự khác biệt là do bối cảnh - kết nối thiết bị uốn cong đơn thay vì khớp nối mở rộng nhiều vòng. So sánh giữa ống thổi inox và ống thổi cao su thường liên quan đến nhiệt độ, áp suất, an toàn cháy nổ và lão hóa: cao su cứng lại và nứt theo thời gian, trong khi thép không gỉ vẫn giữ được hiệu suất định mức trong nhiều thập kỷ.

Hệ thống ống thổi được sử dụng ở đâu

Trong toàn bộ nhà máy, hệ thống ống xếp xuất hiện với ba nhiệm vụ khác nhau: làm khe co giãn, đầu nối khí và đường dẫn nước linh hoạt. Hình dạng có thể trông giống nhau nhưng logic đánh giá lại khác nhau, vì vậy việc kết hợp sản phẩm với nhiệm vụ là bước đầu tiên.

Đường ống công nghiệp và vòng nhiệt

Các vòng hơi nước, dầu nhiệt và nước nóng tăng theo nhiệt độ. Bộ bù kim loại linh hoạt với các đầu có mặt bích giúp hấp thụ chuyển động dọc trục và ngang tại các đầu phun của thiết bị và giữa các điểm neo cố định, bảo vệ vỏ bơm và mặt bích bộ trao đổi nhiệt khỏi lực đẩy nhiệt. Đối với các dịch vụ tuần hoàn, hãy chỉ định vòng đời chứ không chỉ hành trình.

Khe co giãn dạng sóng bù kim loại linh hoạt Bộ bù có mặt bích hoặc hàn này hấp thụ chuyển động dọc trục và ngang do sự giãn nở nhiệt trong hệ thống hơi nước, dầu truyền nhiệt và nước nóng, bảo vệ vỏ bơm và mặt bích trao đổi nhiệt. Dây bện bằng thép không gỉ 304 và mức áp suất lên tới 1,6 MPa phù hợp với các dịch vụ tuần hoàn. Xem sản phẩm →

Thiết bị gas và kết nối cung cấp

Ống thép không gỉ dạng sóng và đầu nối khí bán cứng sử dụng nguyên lý giống nhau để dẫn khí an toàn ở áp suất thấp trong khi để thiết bị di chuyển để bảo trì. Đầu nối khí bằng thép không gỉ được CSA chứng nhận bổ sung thêm khớp nối tiêu chuẩn hóa và kiểm tra rò rỉ tại nhà máy — một lợi thế đã được ghi lại khi người kiểm tra yêu cầu xem xếp hạng.

Đầu nối khí bằng thép không gỉ được chứng nhận CSA (DN10–DN25) Một loạt các đầu nối khí bằng thép không gỉ được CSA chứng nhận với vật liệu 304, độ dày thành 0,2–0,25 mm và kiểm tra rò rỉ 100%. Các kích cỡ có sẵn từ DN10 đến DN25 với đai ốc loe, phù hợp cho các thiết bị gas dân dụng và thương mại nơi tài liệu được thanh tra đánh giá quan trọng. Xem sản phẩm →

Một phàn nàn phổ biến ở hiện trường là luồng khí rít. Tiếng còi phát ra từ dòng chảy bên trong lỗ khoan nhẵn; đầu nối khí không có còi sử dụng lõi bên trong được định hình để triệt tiêu nó trong khi vẫn giữ được lớp vỏ được xếp hạng CSA và tính linh hoạt của thành ống thổi.

Đầu nối khí không có tiếng còi bằng thép không gỉ DN15 Đầu nối DN15 có độ dày thành 0,25 mm, đai ốc loe 15/16"-16UNF và nhiều bộ chuyển đổi khác nhau. Lõi không có tiếng còi của đầu nối này giúp ngăn chặn tiếng ồn của luồng khí trong khi vẫn duy trì vòng đệm cứng bằng đai ốc bằng đồng hoặc thép cacbon, có chiều dài từ 12 đến 72 inch để lắp đặt linh hoạt. Xem sản phẩm →

Những lỗi thường gặp và cách phòng ngừa

Hầu hết các hệ thống ống thổi bị hỏng đều do sử dụng sai mục đích chứ không phải do sản xuất. Danh sách dưới đây phản ánh kinh nghiệm thực địa điển hình trong công việc bảo trì đường ống và mỗi mục sẽ ánh xạ trực tiếp đến một quy tắc lắp đặt.

1. Kéo dài quá mức vượt quá hành trình định mức — phần tử chạm đáy và tạo ra vương miện. Phòng ngừa: lắp điểm dừng du lịch hoặc sử dụng phần tử dài hơn.
2. xoắn during installation - ống xếp bị xoắn do cặp mặt bích không thẳng hàng. Phòng ngừa: căn chỉnh hai mặt bích song song trước khi siết chặt.
3. Búa nước hoặc tăng áp - sự tăng vọt đột ngột vượt quá giới hạn định mức. Phòng ngừa: lắp van đóng chậm và kiểm tra áp suất quá độ.
4. Neo chính bị gãy - khi một mỏ neo lân cận bị hỏng, ống thổi sẽ nhận toàn bộ lực đẩy dọc trục và vặn vẹo. Phòng ngừa: kiểm tra neo hàng năm và thiết kế lực đẩy ngay từ đầu.
5. Ăn mòn clorua - clorua bên ngoài từ lớp cách nhiệt hoặc nước rửa trôi làm nứt bề mặt 304. Phòng ngừa: chỉ định 316 hoặc vỏ bảo vệ nơi có clorua.
6. Rung tần số cao ở các đầu dây bện - sự băn khoăn cục bộ bắt đầu xuất hiện vết nứt. Phòng ngừa: di chuyển ống thổi ra xa nguồn hoặc thêm giá đỡ giảm chấn.

Nền tảng cơ học được đề cập trong ghi chú của chúng tôi về tại sao ống thổi kim loại bị hỏng trong đường ống công nghiệp . Nói tóm lại, có ba thói quen ngăn ngừa hầu hết các hư hỏng: tôn trọng hành trình định mức, tránh xoắn và giữ neo ở tình trạng tốt.

Cách chọn hệ thống ống thổi: Các thông số quan trọng

Việc lựa chọn bắt đầu bằng việc xem xét từng dòng nhiệm vụ chứ không phải bằng số danh mục. Viết ra phạm vi hoạt động, không phải mức trung bình: một ống thổi có kích thước dành cho nhiệt độ trung bình nhưng đạt mức vượt quá 20°C hai lần một ngày sẽ sớm hỏng.

Gửi những con số này cho nhà sản xuất và yêu cầu tuổi thọ chu kỳ dự kiến ​​ở hành trình định mức của bạn, tốc độ lò xo và áp suất vặn. Nhà cung cấp trả lời cả ba câu hỏi này đang trích dẫn một hệ thống ống thổi được thiết kế sẵn; người chỉ trả lời bằng giá là đang báo giá ống lượn sóng.

Câu hỏi thường gặp về hệ thống ống thổi