Đường ống dẫn khí thải nhiệt độ cao tạo ra một trong những môi trường vận hành khắt khe nhất cho khớp nối giãn nở bằng vải. Khớp nối có thể cần phải xử lý nhiều vấn đề cùng một lúc: nhiệt độ khí tăng cao, giãn nở nhiệt, áp suất âm, tro bay hoặc bụi quy trình, các thành phần khí ăn mòn, độ rung và chuyển động đa hướng lớn của đường ống.
Vì lý do này, một khớp nối giãn nở bằng vải chịu nhiệt độ cao không nên được lựa chọn chỉ bằng cách chọn loại vải có định mức nhiệt độ cao nhất được công bố. Hiệu suất đáng tin cậy phụ thuộc vào toàn bộ cấu trúc khớp nối, bao gồm đai linh hoạt, lớp làm kín khí, lớp cách nhiệt, lớp bảo vệ bề mặt nóng, lớp lót bên trong và hình học cho phép chuyển động.
BSTFLEX sản xuất các khớp nối giãn nở bằng vải phi kim loại tùy chỉnh cho các hệ thống đường ống dẫn khí nóng, khí thải và khí thải công nghiệp.
Nguyên tắc thiết kế chính: Trong hệ thống khí thải nóng, màng làm kín linh hoạt không nhất thiết phải hoạt động ở nhiệt độ khí tối đa. Một hệ thống cách nhiệt và bề mặt nóng được thiết kế đúng cách có thể tạo ra một gradient nhiệt độ được kiểm soát thông qua khớp nối giãn nở.
Các đường ống dẫn khí thải công nghiệp có thể thay đổi kích thước đáng kể giữa trạng thái dừng máy nguội và nhiệt độ vận hành tối đa.
Một đường ống thép dài sẽ giãn nở khi nhiệt độ tăng lên. Nếu sự giãn nở đó bị hạn chế, tải trọng bổ sung có thể được truyền lên thành ống, cấu trúc đỡ, quạt, nồi hơi, lò nung và thiết bị kiểm soát ô nhiễm.
Một khớp nối giãn nở khí thải cung cấp một phần linh hoạt nơi chuyển động nhiệt này có thể xảy ra một cách có kiểm soát.
Các nguồn chuyển động điển hình bao gồm:
Các khớp nối bằng vải đặc biệt hữu ích trong các hệ thống này vì chúng có thể đáp ứng chuyển động dọc trục, ngang và góc với lực đàn hồi tương đối thấp. Các nhà sản xuất công nghiệp thường sử dụng chúng trong dịch vụ đường ống dẫn khí nóng, áp suất thấp.
Ứng dụng khí thải nhiệt độ cao thường là sự kết hợp của nhiều ứng suất vận hành.
| Điều kiện vận hành | Ảnh hưởng tiềm ẩn đối với khớp nối giãn nở |
|---|---|
| Nhiệt độ khí cao | Sự suy giảm nhiệt của vật liệu làm kín và gia cố |
| Tro bay hoặc bụi | Mài mòn và tích tụ bên trong khoang khớp nối |
| Áp suất âm | Vật liệu linh hoạt có thể bị hút về phía dòng khí |
| Vận tốc khí cao | Rung lắc, nhiễu loạn và mài mòn cơ học cục bộ |
| Các thành phần khí có tính axit | Tấn công hóa học vào các vật liệu không tương thích |
| Ngưng tụ | Ăn mòn nghiêm trọng hoặc tiếp xúc với hóa chất tiềm ẩn |
| Chu kỳ nhiệt | Uốn cong và thay đổi kích thước lặp đi lặp lại |
| Chuyển động ống dẫn lớn | Ứng suất lên đai linh hoạt và hệ thống gắn kết |
Đây là lý do tại sao hai ống dẫn khói hoạt động ở cùng một nhiệt độ có thể yêu cầu các cấu trúc khớp nối giãn nở hoàn toàn khác nhau.
Nhiều khớp nối giãn nở phục vụ trong điều kiện khắc nghiệt là các cụm lắp ráp nhiều lớp.
Mỗi lớp thực hiện một chức năng riêng biệt.
Hệ thống bảo vệ trong cùng nằm gần nhất với luồng khí.
Tùy thuộc vào ứng dụng, vai trò của nó có thể bao gồm:
Các vật liệu dệt chịu nhiệt độ cao như silica hoặc các loại vải chịu nhiệt khác có thể được đánh giá cho phần này của hệ thống tùy thuộc vào điều kiện vận hành thực tế.
Lớp cách nhiệt làm giảm sự truyền nhiệt từ khí quy trình về phía các lớp làm kín và lớp linh hoạt bên ngoài.
Điều này tạo ra một gradient nhiệt độ trên khớp nối giãn nở.
Độ dày cách nhiệt yêu cầu phụ thuộc vào:
Lớp làm kín khí phải chứa được môi chất quy trình trong khi vẫn duy trì sự linh hoạt trong quá trình chuyển động lặp đi lặp lại.
Việc lựa chọn nó cần xem xét:
Các loại vải composite gốc PTFE được sử dụng trong một số ứng dụng khí thải đòi hỏi khắt khe về hóa chất nhờ khả năng kháng hóa chất của chúng, trong khi nhiệt độ cho phép thực tế phụ thuộc vào hệ thống vật liệu cụ thể và thiết kế nhiệt.
Các loại vải kỹ thuật dệt có thể cung cấp độ bền cơ học và sự ổn định kích thước cho đai linh hoạt.
Sợi thủy tinh thường được sử dụng vì nó kết hợp khả năng chịu nhiệt với các đặc tính kéo hữu ích.
Lớp bên ngoài có thể cần phải chống lại:
Trong môi trường khí thải bẩn hoặc có vận tốc cao, việc bảo vệ đai vải khỏi dòng khí trực tiếp thường là điều cần thiết.
Lớp lót dòng chảy tạo ra một đường dẫn bên trong mượt mà hơn và giúp che chắn phần tử linh hoạt.
Các chức năng của nó có thể bao gồm:
Các thiết kế khí thải bẩn nhiệt độ cao trong công nghiệp thường sử dụng lớp lót để bảo vệ đai linh hoạt khỏi bị mài mòn và để quản lý dòng chảy chứa hạt bụi.
Khí thải có thể mang theo tro bay, bụi clinker, bụi xi măng hoặc các vật chất dạng hạt khác.
Nếu vật liệu này tích tụ trong khoang khe co giãn, nó có thể cản trở chuyển động và làm tăng độ mài mòn cục bộ.
Rào chắn tích tụ được sử dụng để giảm lượng vật chất dạng hạt xâm nhập và lấp đầy khoang đó.
Nó có thể hoạt động cùng với lớp lót dòng chảy để:
Rào chắn tích tụ là một tính năng thiết kế phổ biến trong các hệ thống khe co giãn khí thải bẩn.
Không có loại “vải tốt nhất” duy nhất cho mọi khe co giãn nhiệt độ cao.
Vật liệu phù hợp phụ thuộc vào vị trí của vật liệu đó trong khe co giãn và chức năng mà nó thực hiện.
| Nhóm vật liệu | Vai trò có thể đảm nhận | Cân nhắc kỹ thuật chính |
|---|---|---|
| Vải sợi thủy tinh | Lớp gia cố và lớp dệt nhiệt | Nhiệt độ và độ bền cơ học |
| Vải silica | Bảo vệ bề mặt nóng ở nhiệt độ cao | Tiếp xúc nhiệt trực tiếp |
| Sợi thủy tinh phủ silicone | Lớp làm kín hoặc lớp linh hoạt bên ngoài | Nhiệt độ, thời tiết và độ linh hoạt |
| Vải phủ PTFE | Lớp làm kín khí chống hóa chất | Hóa chất và nhiệt độ màng |
| Vật liệu cách nhiệt | Giảm nhiệt độ qua mối nối | Độ dốc nhiệt |
| Lưới kim loại hoặc lớp lót | Bảo vệ chống dòng chảy và mài mòn | Vận tốc và tải lượng hạt |
BSTFLEX sản xuất nhiều loại vải chịu nhiệt độ cao, cho phép xem xét các hệ thống dệt khác nhau tùy theo vai trò của chúng bên trong khe co giãn.
Việc chỉ cung cấp một mức nhiệt độ hiếm khi là đủ.
Một thông số kỹ thuật hữu ích cần phân biệt giữa:
Nhiệt độ xảy ra trong quá trình vận hành ổn định bình thường.
Nhiệt độ quy trình cao nhất dự kiến trong các điều kiện bất thường hoặc tạm thời.
Việc nhiệt độ tối đa kéo dài trong vài giây, vài phút hay vài giờ có thể ảnh hưởng đáng kể đến việc lựa chọn vật liệu.
Chu kỳ nhiệt lặp đi lặp lại có thể gây ra cả mỏi nhiệt và mỏi cơ học.
Các hệ thống lắp đặt ngoài trời cũng có thể gặp nhiệt độ môi trường rất thấp trong quá trình dừng máy.
Trong một số hệ thống đốt và khí thải, nguy cơ ăn mòn không cao nhất ở nhiệt độ vận hành tối đa.
Nó có thể trở nên nghiêm trọng hơn khi khí nguội đi đủ để hình thành các chất ngưng tụ axit.
Điều này có nghĩa là các nhà thiết kế nên xem xét:
Một màng khí chống hóa chất có thể là cần thiết ngay cả khi nhiệt độ quy trình tối đa không có vẻ nghiêm trọng bất thường.
Nhiều hệ thống nồi hơi và khí thải vận hành dưới áp suất âm.
Điều này tạo ra một điều kiện cơ học khác biệt so với hệ thống ống dẫn áp suất dương.
Áp suất có thể kéo phần tử linh hoạt vào trong về phía dòng khí.
Các hậu quả tiềm ẩn bao gồm:
Do đó, mối nối nên được thiết kế với áp suất âm được bao gồm như một thông số vận hành xác định, thay vì chỉ đơn giản được mô tả là “áp suất thấp”.
Không khí nóng sạch và khí thải bẩn là các ứng dụng cơ bản khác nhau.
Một mối nối dẫn không khí nóng sạch có thể yêu cầu tính linh hoạt và khả năng chịu nhiệt nhưng ít cần bảo vệ chống mài mòn.
Một mối nối khí thải bẩn có thể cần thêm:
Vì lý do này, loại và nồng độ chất rắn lơ lửng trong khí nên được bao gồm trong RFQ. Hướng dẫn thiết kế công nghiệp xác định cụ thể nhiệt độ khí, tốc độ dòng chảy cùng với lượng và độ mài mòn của chất rắn lơ lửng là các thông số thiết kế chính của mối nối vải.
Chuyển động nhiệt nên được tính toán từ hệ thống ống dẫn thay vì ước tính từ kích thước của khớp nối giãn nở.
Bốn giá trị chính là:
| Nén dọc trục | Các đoạn ống dẫn di chuyển về phía nhau |
| Giãn dọc trục | Các đoạn ống dẫn di chuyển tách xa nhau |
| Chuyển động ngang | Một kết nối di chuyển sang một bên so với kết nối kia |
| Chuyển động góc | Các mặt kết nối xoay so với nhau |
Các mối nối vải nhiệt độ cao có thể đáp ứng chuyển động đáng kể, nhưng khả năng chuyển động phụ thuộc vào nhịp đai, hình học, vị trí lắp đặt và cấu tạo vật liệu.
Nhịp linh hoạt giữa các điểm gắn xác định lượng vật liệu có sẵn để biến dạng.
Nếu nhịp quá ngắn so với chuyển động ngang hoặc dọc trục yêu cầu, vải có thể bị quá tải.
Tuy nhiên, nếu đưa vào quá nhiều vật liệu lỏng lẻo, nó có thể tạo ra:
Do đó, kích thước giữa hai mặt và chuyển động yêu cầu nên được đánh giá cùng nhau.
Các hệ thống nồi hơi lớn có thể tạo ra sự giãn nở nhiệt đáng kể giữa lò đốt, bộ sấy không khí, thiết bị lọc bụi tĩnh điện, thiết bị lọc khí và hệ thống ống dẫn liên quan đến ống khói.
Quá trình sản xuất xi măng kết hợp khí nóng với tải lượng bụi lớn, khiến việc kiểm soát độ mài mòn và tích tụ trở nên đặc biệt quan trọng.
Các hệ thống xả lò đốt và quy trình có thể khiến các khớp nối giãn nở tiếp xúc với nhiệt bức xạ, khí nhiệt độ cao và các hạt vật chất.
Việc thiêu đốt chất thải có thể tạo ra tải nhiệt cao và khí thải phức tạp về mặt hóa học, đòi hỏi phải lựa chọn vật liệu cẩn thận.
Các khớp nối giãn nở có thể được lắp đặt giữa các cửa ra của lò và thiết bị xử lý khí hạ nguồn để đáp ứng sự giãn nở nhiệt.
Các hệ thống xả lớn có thể kết hợp nhiệt độ cao, độ rung và chuyển động cấu trúc đáng kể.
Hãy xem xét một ống dẫn hình chữ nhật lớn vận chuyển khí thải nóng với tải lượng hạt vật chất lớn.
Hệ thống cũng hoạt động dưới áp suất âm và chịu cả chuyển động nhiệt theo trục và theo phương ngang.
Một đánh giá thiết kế phù hợp sẽ tập trung vào:
Việc chỉ đơn giản chỉ định "vải sợi thủy tinh chịu nhiệt độ cao" sẽ không giải quyết được hầu hết các rủi ro thực tế trong ứng dụng này.
Bây giờ hãy xem xét một ống dẫn khí nóng sạch không có bụi hoặc khí ăn mòn đáng kể.
Mặc dù nhiệt độ có thể tương tự, cấu trúc yêu cầu có thể đơn giản hơn đáng kể vì khả năng bảo vệ chống mài mòn và kháng hóa chất ít quan trọng hơn.
Các ưu tiên thiết kế có thể chuyển sang:
Điều này minh họa lý do tại sao môi chất quy trình phải được chỉ định cùng với nhiệt độ.
Các vật liệu linh hoạt dựa trên PTFE có thể được xem xét khi khả năng kháng hóa chất và độ kín khí là quan trọng.
Chúng đặc biệt phù hợp với một số ứng dụng xử lý hóa chất và làm sạch khí thải. Ví dụ, Frenzelit định vị cụ thể các vật liệu composite PTFE đa lớp cho các nhà máy hóa chất và làm sạch khí thải.
Tuy nhiên, không nên chỉ đơn giản đặt PTFE trực tiếp vào dòng khí cực nóng mà không đánh giá nhiệt độ màng thực tế của nó.
Tại nhiệt độ quy trình cao hơn, có thể cần lớp cách nhiệt và bảo vệ bề mặt nóng để giữ màng làm kín trong phạm vi vận hành dự kiến.
Vải silica cao có thể được cân nhắc khi lớp vải yêu cầu khả năng chịu nhiệt trực tiếp cao hơn đáng kể so với các loại vải dựa trên sợi thủy tinh thông thường.
Các vai trò khả thi bao gồm:
Cấu trúc cuối cùng vẫn phụ thuộc vào các yêu cầu về làm kín khí, áp suất, chuyển động và hóa chất; không nên coi silica là vật liệu khớp nối giãn nở hoàn chỉnh nếu đứng một mình.
Các khớp nối bằng vải chịu nhiệt độ cao thường bị hỏng do điều kiện vận hành bị đánh giá thấp hơn là do loại vải linh hoạt đó đơn giản là “quá yếu”.
Các nguyên nhân phổ biến bao gồm:
Nhân viên bảo trì nên điều tra các tình trạng như:
Khi một khớp nối bị hỏng sớm, nguyên nhân vận hành cần được xác định trước khi đặt hàng một sản phẩm thay thế giống hệt.
Cung cấp các thông tin sau trước khi lựa chọn vật liệu cuối cùng:
Đối với hệ thống lắp đặt hiện có, không chỉ cung cấp kích thước bên ngoài.
Một bộ thông tin thay thế hữu ích nên bao gồm:
Nếu khớp nối hiện có có tuổi thọ sử dụng ngắn, thông tin này có thể giúp xác định xem có nên thay đổi kết cấu thay thế hay không.
BSTFLEX phát triển khớp nối giãn nở bằng vải chịu nhiệt độ cao cho hệ thống ống dẫn khí thải công nghiệp, khí xả và khí nóng.
Tùy thuộc vào ứng dụng, kết cấu linh hoạt có thể kết hợp các loại vải kỹ thuật, sợi thủy tinh phủ, vật liệu làm kín gốc PTFE, vải silica cao, lớp cách nhiệt và các thành phần bảo vệ bên trong.
Các cấu hình tròn, hình chữ nhật, hình vuông và cấu hình theo ứng dụng cụ thể có thể được sản xuất theo bản vẽ và dữ liệu vận hành của khách hàng.
Để biết các tùy chọn sản xuất tùy chỉnh có sẵn, hãy truy cập trang sản phẩm BSTFLEX Non Metallic Fabric Expansion Joint.
Gửi cho BSTFLEX kích thước ống dẫn, nhiệt độ bình thường và tối đa, áp suất, khí quy trình, vận tốc khí, điều kiện bụi mịn, chuyển dịch dọc trục, chuyển dịch ngang, chiều dài mặt đối mặt và các bản vẽ hiện có của bạn.
English
français
Deutsch
русский
italiano
español
português
Nederlands
العربية
日本語
한국의
Türkçe
Polski
slovenský
Indonesia
