Làm nóng ống thép carbon dài 10 mét từ 20 °C lên 120 °C và ống tăng lên khoảng 12 mm - đủ để uốn cong một giá đỡ, làm quá tải vòi bơm hoặc tháo khớp nối ren nếu cả hai đầu đều được neo. Khoảng cách giữa hệ thống đường ống cứng và chuyển động nhiệt chính xác là những gì ống thổi kim loại được thiết kế để thu hẹp lại. Ống thổi kim loại là một ống kim loại có thành mỏng được tạo thành một chuỗi các cuộn xoắn song song; nó hoạt động giống như một lò xo chính xác uốn cong theo trục, ngang và góc trong khi vẫn chịu áp lực chặt, do đó đường ống có thể di chuyển mà không cần đẩy lực vào thiết bị, giá đỡ hoặc khớp nối.
Nguyên tắc rất đơn giản, kỹ thuật thì không. Các vòng xoắn phải đủ sâu để di chuyển, thành đủ mỏng để uốn cong nhưng đủ dày để chứa áp lực - hầu hết các ống thổi bằng thép không gỉ định hình hydro đều chạy giữa tường khoảng 0,3 đến 1,5 mm. Hướng dẫn này giải thích cách thức hoạt động của ống thổi kim loại, cách chúng được tạo ra, hợp kim nào phù hợp với dịch vụ nào và các bước kiểm tra lựa chọn để quyết định xem ống thổi có tuổi thọ hàng thập kỷ hay hỏng hóc trong chu kỳ gia nhiệt đầu tiên, dựa trên kinh nghiệm sản xuất tại Haoyin, nhà sản xuất ống thổi bằng thép không gỉ ở Ninh Ba, Trung Quốc, chuyên cung cấp các sản phẩm tôn cho hệ thống khí đốt, nước và hệ thống sưởi.
Bài học rút ra: ống thổi là lò xo đầu tiên và bình chịu áp là bình áp lực thứ hai. Chỉ định nó theo chuyển động, áp suất và số chu kỳ - không bao giờ chỉ theo kích thước ống.
Ống thổi kim loại là gì?
Các tài liệu tham khảo về mặt kỹ thuật mô tả các ống xếp kim loại như một vật chứa đàn hồi: tác dụng áp lực lên bên ngoài và nó nén lại; đặt nó trong chân không và nó sẽ giãn ra; đẩy hoặc kéo dọc theo trục của nó và nó di chuyển như một chiếc lò xo và quay trở lại. Mỗi vòng xoắn đóng góp một lượng hành trình nhỏ, có thể lặp lại, do đó tổng chuyển động tăng theo số lượng vòng xoắn - trong khi công suất áp suất di chuyển theo hướng ngược lại. Sự đánh đổi đó chính là trọng tâm của thiết kế ống thổi.
Năm thông số xác định bất kỳ ống thổi nào: bước xoắn (khoảng cách giữa các nếp gấp), đường kính đỉnh và chân, độ dày thành, chiều dài tự do và các phụ kiện cuối nối nó với đường dây. Chế độ xem đẳng cự bên dưới cho thấy chúng khớp với nhau như thế nào.
Cấu trúc của một ống thổi kim loại được hình thành (chế độ xem đẳng cự)
Gần như mọi bảng dữ liệu — và mọi cuộc thảo luận của nhà cung cấp — đều quay lại năm thuật ngữ này.
Ba cách để tạo ra ống thổi kim loại
Ba tuyến sản xuất chiếm ưu thế và mỗi tuyến đều để lại dấu ấn về hiệu suất.
Hình thành bằng thủy lực
Một ống liền mạch được đặt bên trong khuôn vòng và giãn nở từ bên trong nhờ áp suất bên trong, buộc kim loại vào dạng tích chập. Kết quả là tạo ra các cuộn xoắn đồng tâm, mịn với độ dày thành ổn định — tiêu chuẩn công nghiệp dành cho các khe co giãn đường ống và các đầu nối bằng thép không gỉ dạng sóng có lỗ nhỏ lắp vào các thiết bị dùng gas và máy nước nóng.
Được hình thành một cách cơ học (cuộn)
Ở đây các cuộn xoắn được cuộn vào ống từng bước một. Chi phí chế tạo dụng cụ thấp hơn và đường kính lớn hơn hoặc thành dày hơn trở nên thiết thực, phù hợp với công việc HVAC và quy mô tiện ích, với chi phí nhất định ở độ chính xác biên dạng.
hàn cạnh
Các màng ngăn bên trong và bên ngoài có tem được hàn xen kẽ ở các cạnh bên trong và bên ngoài của chúng. Ống thổi hàn cạnh mang lại chuyển động nhiều nhất trên mỗi đơn vị chiều dài và tốc độ lò xo có thể dự đoán được cao, đó là lý do tại sao chúng xuất hiện trong van chân không, thiết bị bán dẫn và dụng cụ chính xác; sự đánh đổi là khả năng chịu áp suất thấp hơn và các đường hàn có độ bền mỏi cao.
| loại | Nó được hình thành như thế nào | Điểm mạnh điển hình | Cảnh giác |
|---|---|---|---|
| Hình thành bằng thủy lực | Ống mở rộng bên trong khuôn dưới áp suất bên trong | Các cuộn xoắn mượt mà, cân đối; khả năng chịu áp lực mạnh | Ít hành trình hơn trên mỗi đơn vị chiều dài |
| Cuộn hình thành | tích chập rolled in progressively | Kinh tế cho đường kính lớn và tường dày | Độ chính xác của hồ sơ thấp hơn |
| hàn cạnh | Màng ngăn hàn ở đỉnh và gốc | Chuyển động cao nhất trên mỗi chiều dài; tốc độ lò xo chính xác | Đánh giá áp suất thấp hơn; mối hàn tới hạn về mỏi |
Ống thổi kim loại hoạt động như thế nào trong hệ thống đường ống
Bốn công việc chiếm ưu thế, theo thứ tự tần suất sau:
- Bồi thường - hấp thụ sự giãn nở và co lại do nhiệt để sự tăng trưởng không bao giờ chạm tới các neo, máy bơm hoặc vòi phun của thiết bị.
- Kiểm soát độ rung - tách rung động của bơm, máy nén và quạt trước khi nó di chuyển xuống dây chuyền do tiếng ồn và độ mỏi.
- Độ lệch - bỏ qua các sai lệch nhỏ về mặt bên và góc do dung sai chế tạo và lắp đặt để lại.
- Cảm biến và bịt kín - hoạt động như bộ phận phản hồi trong đồng hồ đo áp suất, bộ điều nhiệt và thân van kín.
Sự đền bù là một vấn đề lớn và nó là số học có thể dự đoán được. Thép tăng khoảng 0,012 mm trên mét cho mỗi ° C tăng nhiệt độ - khoảng 0,017 mm đối với thép không gỉ austenit - do đó, chạy 10 m được làm nóng ở 100 ° C sẽ dài ra khoảng 12 mm đối với thép carbon và 17 mm đối với thép không gỉ. Biểu đồ cho thấy điều đó tăng lên nhanh như thế nào.
Tăng nhiệt khi chạy ống 10 m so với mức tăng nhiệt độ
Tính toán từ hệ số giãn nở tuyến tính tiêu chuẩn: khoảng 0,012 mm trên mét trên °C (thép cacbon) và 0,017 (thép không gỉ austenit).
Một ống thổi có kích thước phù hợp cho chuyến đi đó sẽ giúp cây phát triển tránh xa các thiết bị được kết nối. Bộ bù bằng kim loại linh hoạt/khe co giãn dạng sóng của chúng tôi, một phần của ống kim loại và dây bù, được thiết kế cho chính xác nhiệm vụ này trong hệ thống đường ống sưởi ấm, nước và công nghiệp.
Khe co giãn dạng sóng bù kim loại linh hoạt Khe co giãn dạng sóng bằng thép không gỉ hoặc thép cacbon để hấp thụ sự phát triển của đường ống trong hệ thống sưởi ấm, nước và công nghiệp. Đầu nối mặt bích, hàn hoặc nối nhanh, DN255–DN600, xử lý nước, hơi nước và dầu ở mức 0,6–1,6MPa. Xem sản phẩm → Chọn hợp kim: Nhiệt độ, clorua và chi phí
Lựa chọn hợp kim quyết định mức độ nóng của ống thổi, khả năng chịu đựng của vật liệu và chi phí của nó. Các giới hạn dưới đây là số liệu điển hình về dịch vụ liên tục được tổng hợp từ bảng dữ liệu của nhà sản xuất khớp nối mở rộng; luôn xác nhận chúng dựa trên các điều kiện truyền thông, áp suất và chu kỳ của bạn với nhà cung cấp.
| Chất liệu | Giới hạn dịch vụ liên tục điển hình | Phù hợp nhất với |
|---|---|---|
| Đồng / đồng thau | Khoảng 200°C | Các bộ phận đo nước, đồng hồ đo và bộ điều nhiệt áp suất thấp |
| Monel 400 | Khoảng 480°C | Nước biển và môi trường hóa học mạnh |
| 304 không gỉ | Khoảng 550°C | Các đầu nối nước, khí đốt, hệ thống sưởi và hơi nước chung |
| thép không gỉ 316L | Khoảng 550°C | Dịch vụ nước, hóa chất và ven biển có chứa clorua |
| 321 không gỉ | Khoảng 600°C | Ổn định nhiệt độ cao, bộ trao đổi nhiệt |
| Inconel 625 | Khoảng 980°C | Ống xả nhiệt độ cao và đường ống liền kề với tuabin |
Giới hạn nhiệt độ làm việc liên tục điển hình bằng hợp kim
Thép không gỉ 304 phù hợp với 316L ở khoảng 550 °C; số liệu là hướng dẫn biểu dữ liệu điển hình — hãy xác minh cho dịch vụ của bạn.
Hai lưu ý thực tế. Đầu tiên, thép không gỉ 304 là lựa chọn phù hợp cho dịch vụ nước, khí đốt và sưởi ấm, nhưng ở những nơi clorua gặp nhiệt độ cao - các khu vực ven biển, một số nước xử lý - 316L chống rỗ và ăn mòn ứng suất clorua tốt hơn nhiều. Thứ hai, tuổi thọ mỏi được thiết kế chứ không phải đoán trước: phương pháp EJMA (Hiệp hội các nhà sản xuất chung mở rộng) đánh giá hộp xếp theo chu kỳ chuyển động ở mức dịch chuyển định mức, đó là lý do tại sao hai hộp xếp có cùng kích thước có thể có xếp hạng tuổi thọ rất khác nhau.
Nơi Bellows kim loại kiếm được tiền của họ
Đường ống công nghiệp, HVAC và năng lượng
Tổng quan về ngành về sử dụng khe co giãn tiếp tục quay trở lại cùng một danh sách rút gọn: các nhà máy hóa chất và hóa dầu, sản xuất điện, HVAC và sưởi ấm khu vực, xử lý nước và đóng tàu. Các điểm lắp đặt điển hình là các đầu ra của nồi hơi và bộ sưởi, hút và xả của bơm, và các điểm nối tuabin - bất cứ nơi nào nhiệt, độ rung và neo cứng gặp nhau trên một đường.
Kết nối khí và nước gia đình
Công nghệ tương tự thu nhỏ gọn gàng cho các tòa nhà. Đầu nối gas bằng thép không gỉ dạng sóng thực chất là một ống thổi kim loại thu nhỏ với các đai ốc ở cuối, được sử dụng để nối các bếp nấu, máy nước nóng và nồi hơi treo tường. Kích thước khu dân cư trải dài từ DN10 đến DN25 và các đầu nối được bán vào Bắc Mỹ đều có chứng nhận CSA cho các tiêu chuẩn đầu nối khí hiện hành. Đầu nối DN15 được CSA chứng nhận của chúng tôi là kích thước được lắp phổ biến nhất cho các thiết bị gia dụng.
Đầu nối khí thép không gỉ DN15 được CSA chứng nhận Một đầu nối ống thổi bằng thép không gỉ 304 dạng sóng thu nhỏ với đai ốc loe 15/16"-16UNF, được chế tạo để liên kết các thiết bị dùng gas trong nhà. Chứng nhận CSA và nhiều tùy chọn bộ chuyển đổi khiến đầu nối này trở thành điểm tham chiếu thiết thực cho các kích cỡ ổ cắm dân dụng. Xem sản phẩm → Tất nhiên, kim loại không phải là lựa chọn duy nhất. Ống thổi cao su di chuyển xa hơn và giảm độ rung tốt hơn so với số tiền bỏ ra, nhưng chúng đã cũ, có trần nhiệt độ thực và không thể sánh được với khả năng ngăn áp suất của kim loại. Biểu đồ radar tóm tắt những sự đánh đổi mà ngành thường chấp nhận.
Ống thổi bằng kim loại và cao su - so sánh định tính (0–5)
So sánh định tính 0–5 phản ánh sự đồng thuận chung trong ngành, không phải dữ liệu phòng thí nghiệm.
Lựa chọn và lắp đặt: Tuổi thọ sử dụng được hay mất
Hãy thực hiện bảy bước kiểm tra trước khi đặt hàng:
- Chuyển động — loại (trục, bên, góc), số lượng và chu kỳ dự kiến mỗi ngày.
- Áp suất - áp suất làm việc, áp suất thử và mọi điều kiện chân không.
- Nhiệt độ - mức ở trạng thái ổn định cộng với đỉnh khởi động, bên trong và bên ngoài đường ống.
- Môi trường - clorua, dầu hoặc hỗn hợp khí thu hẹp sự lựa chọn hợp kim.
- Phụ kiện cuối - đầu hàn, mặt bích hoặc đai ốc có ren, phù hợp với cách tạo thành mối nối.
- Chứng nhận — Đầu nối khí đốt được CSA liệt kê ở Bắc Mỹ và sản xuất được kiểm soát ISO 9001 để cung cấp công nghiệp.
- Lắp đặt - không bị xoắn khi siết chặt, không bị giãn để thu hẹp khoảng cách và hỗ trợ chính xác để trọng lượng ống không bao giờ treo trên khớp nối.
Lần kiểm tra cuối cùng đó quyết định hầu hết các kết quả: các đánh giá lỗi trong ngành liên tục phát hiện ra rằng các lỗi ống thổi ban đầu bắt nguồn từ việc lắp đặt và xử lý — lực xoắn do siết chặt đai ốc gây ra các điểm xoắn, kéo dài quá mức hoặc trọng lượng ống treo trên khớp nối — chứ không phải là lỗi sản xuất. Bài viết của chúng tôi về lý do tại sao ống thổi kim loại bị hỏng trong đường ống công nghiệp đã phá vỡ các cơ chế.
Đối với công việc sử dụng gas trong gia đình, hãy điều chỉnh kích thước đầu nối phù hợp với tải thiết bị — DN10 đến DN25 bao gồm hầu hết các đầu nối dân dụng — và khi đầu nối dài chạy qua tủ kín, thiết kế không có còi sẽ ngăn chặn tiếng ồn dòng chảy mà các cuộn dây đơn giản có thể tạo ra ở mức hút cao.
Đầu nối gas bằng thép không gỉ không có còi DN20 Đầu nối bằng thép không gỉ 304 này kết hợp với bức tường 0,25 mm với thiết kế dạng lượn sóng không có tiếng còi giúp ngăn chặn tiếng ồn của luồng khí khi chạy dài qua các tủ kín. Đai ốc loe 1 1/8"-16UNF và vòng đệm cứng hỗ trợ các kết nối thiết bị không bị rò rỉ. Xem sản phẩm → Những câu hỏi thường gặp về ống thổi kim loại
Q1. Ống thổi kim loại dùng để làm gì?
Nó hấp thụ sự giãn nở nhiệt, độ rung và độ lệch trong hệ thống đường ống, đồng thời đóng vai trò là bộ phận cảm biến trong đồng hồ đo áp suất và bộ điều nhiệt.
Q2. Ống thổi kim loại có tuổi thọ bao lâu?
Cuộc sống được đánh giá bằng những chu kỳ chuyển động chứ không chỉ theo năm tháng. Được định cỡ theo phương pháp chu trình EJMA và được lắp đặt mà không bị xoắn hoặc giãn quá mức, nó thường tồn tại lâu hơn chu kỳ bảo trì của hệ thống.
Q3. Cái nào tốt hơn, ống thổi kim loại hay ống thổi cao su?
Kim loại thắng về nhiệt độ, áp suất và khả năng chống lão hóa; cao su mang lại chuyển động lớn hơn, giảm xóc tốt hơn và chi phí thấp hơn. Kết hợp vật liệu với môi trường, nhiệt độ và chuyển động.
Q4. Ống thổi kim loại có thể chịu được áp suất nào?
Nó phụ thuộc vào đường kính, độ dày thành, số lớp và cấu hình tích chập. Đầu nối không gỉ có lỗ khoan nhỏ phục vụ nhiệm vụ của thiết bị áp suất thấp, trong khi kiểu dáng công nghiệp nhiều lớp đạt xếp hạng cao hơn nhiều — hãy luôn kiểm tra cấp áp suất.
Q5. Có thể sử dụng ống thổi kim loại trên đường ống dẫn khí không?
Đúng. Đầu nối khí bằng thép không gỉ dạng sóng là tiêu chuẩn cho các dãy, máy nước nóng và nồi hơi; ở Bắc Mỹ hãy tìm chứng nhận CSA và kích thước DN10–DN25 chính xác.
Q6. Một chiếc ống thổi có thể hấp thụ được bao nhiêu chuyển động?
Mỗi vòng xoắn đóng góp một lượng hành trình dọc trục cố định ở áp suất định mức, do đó chuyển động sẽ tăng tỷ lệ theo số vòng xoắn - nhưng nhiều vòng xoắn hơn sẽ làm giảm công suất áp suất, do đó kích thước sẽ cân bằng cả hai.
