Cách chọn khớp nối giãn nở bằng vải cho hệ thống ống dẫn công nghiệp

Lựa chọn một khớp nối giãn nở bằng vải cho hệ thống ống gió công nghiệp nên bắt đầu từ dữ liệu vận hành, chứ không phải từ tên của loại vải.

Hai khớp nối giãn nở có kích thước ống gió hoàn toàn giống nhau có thể yêu cầu kết cấu hoàn toàn khác nhau nếu một cái dẫn khí nóng sạch ở nhiệt độ thấp trong khi cái còn lại xử lý khí thải ăn mòn chứa độ ẩm và các hạt mài mòn.

Do đó, một quy trình lựa chọn đáng tin cậy cần xem xét nhiệt độ, áp suất, hình học ống gió, khí quy trình, sự dịch chuyển, vận tốc khí, độ rung, khả năng tiếp xúc với hóa chất và phương án lắp đặt như một hệ thống hoàn chỉnh.

BSTFLEX sản xuất các khớp nối giãn nở bằng vải phi kim loại tùy chỉnh cho các ứng dụng đường ống công nghiệp, khí nóng, khí xả và khí thải. Hướng dẫn sau đây giải thích các thông tin cần được đánh giá trước khi chỉ định một khớp nối.

Bắt đầu từ ống gió, không phải từ khớp nối giãn nở

Câu hỏi đầu tiên không phải là "Tôi nên dùng loại vải nào?" mà là "Điều gì đang xảy ra bên trong đường ống này?"

Một khớp nối giãn nở ống gió bằng vải là một phần của toàn bộ hệ thống ống gió. Thiết kế của nó chịu ảnh hưởng bởi mọi điều kiện tác động lên hệ thống đó.

Trước khi xem xét vật liệu, hãy ghi lại:

• Thiết bị nào được kết nối với ống gió?
• Loại khí nào đi qua nó?
• Nhiệt độ nào xảy ra trong quá trình vận hành bình thường?
• Hệ thống vận hành dưới áp suất hút hay áp suất dương?
• Ống gió di chuyển bao nhiêu?
• Có bụi, tro hoặc các hạt mài mòn không?
• Vị trí lắp đặt là trong nhà hay ngoài trời?

Khi đã biết rõ các điều kiện này, phần tử đàn hồi có thể được chế tạo phù hợp với ứng dụng thực tế.

Yếu tố lựa chọn 1: Kích thước và hình học ống gió

Khớp nối giãn nở bằng vải thường được sử dụng vì ống gió công nghiệp có thể cực kỳ lớn và không phải lúc nào cũng có hình tròn.

Nhà sản xuất nên nhận được kích thước thực tế của ống gió thay vì mô tả danh nghĩa.

Các mối nối hình chữ nhật đòi hỏi sự chú ý đặc biệt đến các góc. Các đoạn thẳng và các góc không biến dạng giống hệt nhau khi ống dẫn di chuyển, vì vậy hình học góc nên được thiết kế kỹ thuật thay vì coi như phần mở rộng của đai thẳng.

Đối với các công trình hiện có, hình ảnh nên bổ sung cho các kích thước nhưng không nên thay thế bản vẽ kích thước.

Yếu tố lựa chọn 2: Chiều dài mặt đối mặt

Khoảng cách khả dụng giữa hai điểm gắn kết có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng di chuyển.

Kích thước này thường được gọi là:

• Chiều dài mặt đối mặt
• Chiều dài lắp đặt
• Độ mở miệng ống
• Nhịp linh hoạt

Nhịp linh hoạt rộng hơn thường tạo cho vật liệu nhiều không gian hơn để biến dạng, trong khi nhịp rất ngắn có thể làm tăng ứng suất trong đai.

Tuy nhiên, việc chỉ đơn giản tăng chiều rộng đai không phải lúc nào cũng là câu trả lời. Vật liệu dư thừa có thể tạo ra nếp gấp, rung lắc hoặc gây nhiễu với các thành phần bên trong.

Do đó, kích thước mặt đối mặt chính xác phải được xem xét cùng với chuyển động, áp suất và hình học lớp lót.

Yếu tố lựa chọn 3: Nhiệt độ vận hành

Nhiệt độ phải luôn được tách thành ít nhất hai giá trị:

• Nhiệt độ vận hành bình thường
• Nhiệt độ tối đa hoặc nhiệt độ sự cố

Nếu xảy ra nhiệt độ sự cố, hãy cung cấp thêm thời gian dự kiến của nó.

Ví dụ, một ống dẫn vận hành liên tục ở 350°C nhưng thỉnh thoảng đạt tới 600°C trong vài phút đòi hỏi một đánh giá vật liệu khác với một ống dẫn vận hành liên tục ở 600°C.

Một khe co giãn vải chịu nhiệt độ cao thường là một hệ thống nhiệt nhiều lớp. Màng làm kín linh hoạt có thể không tiếp xúc trực tiếp với toàn bộ nhiệt độ quy trình.

Thay vào đó, cấu trúc có thể bao gồm:

1. Lớp bảo vệ mặt nóng
2. Cách nhiệt
3. Vải gia cường
4. Màng làm kín khí
5. Lớp bảo vệ bên ngoài

Sắp xếp này tạo ra một gradient nhiệt độ qua mối nối.

Không chọn chỉ dựa trên nhiệt độ vải

Một sai lầm phổ biến là chỉ chỉ định:

“Chúng tôi cần loại vải chịu được 800°C.”

Điều đó không cung cấp đủ thông tin kỹ thuật.

Nhà sản xuất vẫn cần biết liệu 800°C là điều kiện liên tục, không liên tục hay điều kiện sự cố, và liệu mối nối có tiếp xúc trực tiếp với dòng khí, bức xạ hay đường ống dẫn được cách nhiệt hay không.

Yếu tố lựa chọn 4: Áp suất dương hoặc âm

Áp suất ảnh hưởng đến cả yêu cầu làm kín và hành vi cơ học.

Các hệ thống ống dẫn công nghiệp thường hoạt động ở áp suất thấp hơn nhiều so với đường ống quy trình, đây là một lý do tại sao các khớp nối vải được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng này. Hướng dẫn của ngành thường phân loại các khớp nối vải là các thành phần áp suất thấp.

Tuy nhiên, hướng của áp suất rất quan trọng.

Áp suất dương

Áp suất dương đẩy phần tử linh hoạt ra phía ngoài.

Các cân nhắc thiết kế có thể bao gồm:

• Độ bền của đai
• Độ an toàn của mối nối
• Làm kín khí
• Kiểm soát độ phồng

Áp suất âm

Áp suất âm kéo vải vào trong về phía ống dẫn.

Điều này có thể làm tăng nguy cơ:

• Vải bị hút vào dòng chảy
• Tiếp xúc với phần cứng bên trong
• Rung lắc
• Hư hỏng do các hạt mài mòn

Do đó, các ống dẫn áp suất âm lớn có thể yêu cầu các lớp lót hoặc các cơ cấu hỗ trợ phù hợp.

Yếu tố lựa chọn 5: Xác định khí quy trình

"Không khí" và "khí thải" không bao giờ nên được coi là các môi trường tương đương.

Khả năng tương thích vật liệu có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào những gì ống dẫn vận chuyển.

Thông tin hữu ích bao gồm:

• Không khí nóng
• Khí thải đốt cháy
• Khí thải
• Khí có tính axit
• Khí có tính kiềm
• Khí ẩm
• Khí khô
• Khí chứa dầu hoặc hydrocacbon

Các khớp nối giãn nở phi kim loại được sử dụng rộng rãi với các môi trường khí bao gồm không khí nóng, khí thải và các loại khí có tính ăn mòn hóa học, nhưng cấu trúc vật liệu linh hoạt phải được lựa chọn cho dịch vụ cụ thể.

Tại sao sự ngưng tụ lại quan trọng

Một loại khí có thể không có vẻ ăn mòn cao ở nhiệt độ vận hành nhưng có thể trở nên mạnh hơn nhiều khi hơi ẩm ngưng tụ.

Đối với các ứng dụng khí thải, hãy cung cấp:

• Thành phần khí
• Hàm lượng độ ẩm
• Các điều kiện điểm sương axit tiềm ẩn
• Hành vi khởi động và tắt máy

Những điều kiện này có thể ảnh hưởng đến cả màng làm kín và các lớp bảo vệ bên trong.

Yếu tố lựa chọn 6: Xác định riêng biệt từng chuyển động

Không chỉ định chung chung là “tổng chuyển động”.

Khớp nối nên được thiết kế dựa trên hướng dịch chuyển.

Các khớp nối vải có thể đáp ứng chuyển động dọc trục, ngang và góc, và một trong những ưu điểm chính của chúng là khả năng xử lý chuyển động kết hợp trong một chiều dài ống dẫn tương đối nhỏ gọn.

Nén dọc trục

Hai kết nối ống dẫn di chuyển về phía nhau.

Giãn dọc trục

Hai điểm gắn kết di chuyển xa nhau hơn.

Chuyển động ngang

Một bên dịch chuyển vuông góc với đường tâm của ống dẫn.

Chuyển động góc

Các mặt kết nối xoay tương đối với nhau.

Chuyển động kết hợp

Nhiều chuyển động xảy ra cùng một lúc.

Trường hợp cuối cùng thường gặp trong các hệ thống nhà máy thực tế và cần được xác định rõ ràng trong quá trình lựa chọn.

Yếu tố lựa chọn 7: Chu kỳ chuyển động

Chỉ riêng độ lớn chuyển động là chưa đủ.

Số lượng và tần suất của các chu kỳ vận hành cũng có thể ảnh hưởng đến sự mỏi vật liệu và tuổi thọ sử dụng.

Cân nhắc xem hệ thống:

• Vận hành liên tục
• Khởi động mỗi tuần một lần
• Khởi động nhiều lần mỗi ngày
• Trải qua chu kỳ nhiệt độ nhanh
• Có độ rung liên tục ngoài chuyển động nhiệt

Một khớp nối trải qua một chu kỳ nhiệt lớn mỗi tháng về cơ bản khác với khớp nối trải qua chuyển động tuần hoàn liên tục.

Yếu tố lựa chọn 8: Vận tốc khí

Vận tốc khí thường bị bỏ qua trong dữ liệu RFQ, nhưng nó có thể ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ của vải.

Dòng chảy vận tốc cao có thể gây ra:

• Rung vải
• Nhiễu loạn
• Mài mòn cục bộ
• Di chuyển vật liệu cách nhiệt
• Tác động trực tiếp lên phần tử linh hoạt

Các thiết kế khớp nối vải công nghiệp thường kết hợp các lớp lót đặc biệt để kiểm soát nhiễu loạn và bảo vệ đai vải khỏi các điều kiện dòng chảy.

Yếu tố lựa chọn 9: Bụi và các hạt mài mòn

Bụi xi măng, tro bay, các hạt lò nung và các chất rắn khác có thể nhanh chóng làm hỏng vải dẻo nếu chúng va đập liên tục vào vải.

Nếu có sự hiện diện của vật chất dạng hạt, hãy thông báo cho nhà sản xuất về:

• Loại hạt
• Nồng độ xấp xỉ
• Vận tốc khí
• Hướng dòng chảy
• Liệu có xảy ra hiện tượng tích tụ vật liệu hay không

Các ứng dụng có tính mài mòn có thể yêu cầu lớp lót bên trong, vật liệu bề mặt nóng chống mài mòn hoặc rào chắn tích tụ.

Yếu tố lựa chọn 10: Khả năng kháng hóa chất

Việc lựa chọn vật liệu nên xem xét các hóa chất độc lập với nhiệt độ.

Các mối quan tâm có thể bao gồm:

• Khí axit
• Khí kiềm
• Dung môi
• Dầu
• Độ ẩm
• Sự ngưng tụ
• Hóa chất tẩy rửa

Vải phủ PTFE, vải phủ silicone và vải sợi thủy tinh chưa qua xử lý có các đặc tính hóa học rất khác nhau.

Lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào sự kết hợp giữa nhiệt độ và môi trường hóa chất thay vì chỉ dựa vào khả năng kháng hóa chất.

Yếu tố lựa chọn 11: Chọn hệ thống vật liệu dẻo

Chỉ sau khi các điều kiện vận hành được xác định thì mới nên chọn cấu trúc vật liệu.

BSTFLEX làm việc với nhiều hệ thống vải chịu nhiệt độ cao, cho phép cấu trúc mối nối phù hợp với các điều kiện nhiệt và quy trình khác nhau.

Yếu tố lựa chọn 12: Có cần gối cách nhiệt không?

Gối cách nhiệt không nhất thiết phải có trong mọi mối nối giãn nở.

Nó thường được cân nhắc khi nhiệt độ quy trình cần được giảm xuống trước khi chạm tới các lớp làm kín linh hoạt bên ngoài.

Thiết kế của nó phụ thuộc vào:

• Nhiệt độ quy trình
• Mức giảm nhiệt độ yêu cầu
• Điều kiện dòng khí
• Sự chuyển động của mối nối
• Không gian lắp đặt sẵn có

Gối phải đủ linh hoạt để cho phép mối nối di chuyển trong khi vẫn duy trì khả năng bảo vệ nhiệt đầy đủ.

Yếu tố lựa chọn 13: Có cần tấm lót dòng chảy không?

Tấm lót có thể là một trong những thành phần quan trọng nhất trong các dịch vụ ống dẫn khắc nghiệt.

Mục đích của nó có thể bao gồm:

• Che chắn vải khỏi dòng khí trực tiếp
• Giảm nhiễu loạn
• Bảo vệ lớp cách nhiệt
• Giảm độ mài mòn
• Ngăn vải xâm nhập vào ống dẫn

Hướng dẫn ngành liệt kê cụ thể việc lựa chọn tấm lót, chiều cao cách ly và kích thước mặt đối mặt là các biến số thiết kế quan trọng của mối nối giãn nở bằng vải.

Yếu tố lựa chọn 14: Cách nhiệt bên ngoài

Lớp cách nhiệt ống dẫn xung quanh cũng rất quan trọng.

Nếu ống dẫn được cách nhiệt bên ngoài, lớp cách nhiệt đó có thể làm thay đổi sự phân bổ nhiệt độ xung quanh khung mối nối giãn nở và đai linh hoạt.

Nhà sản xuất cần biết:

• Liệu có lớp cách nhiệt ống dẫn hay không
• Độ dày lớp cách nhiệt
• Liệu lớp cách nhiệt có tiếp tục qua khu vực mối nối giãn nở hay không
• Nhiệt độ bề mặt bên ngoài dự kiến

Yếu tố lựa chọn 15: Thiết kế mặt bích và phụ kiện gắn

Phần tử linh hoạt phải được gắn chắc chắn mà không tạo ra ứng suất cục bộ làm hỏng đai.

Các cách sắp xếp phổ biến bao gồm:

• Gắn kiểu đai
• Thiết kế bắt bu lông
• Cụm khung hàn
• Mối nối hoàn chỉnh có mặt bích

Đối với các dự án thay thế, hãy cung cấp:

• Chiều rộng mặt bích
• Kích thước bu lông
• Khoảng cách lỗ bu lông
• Kích thước góc
• Cơ cấu kẹp hiện có

Khung khe co giãn bằng vải có thể được thiết kế để gắn bằng cách hàn hoặc bắt bu lông tùy thuộc vào ứng dụng.

Yếu tố lựa chọn 16: Lệch tâm khi lắp đặt

Đừng cho rằng khe co giãn có thể tự động sửa lỗi lắp đặt không giới hạn.

Nếu có sự lệch tâm đã biết, nó cần được khai báo như một phần của yêu cầu chuyển động trước khi sản xuất.

Hướng dẫn lắp đặt từ các nhà sản xuất khe co giãn uy tín cảnh báo cụ thể rằng độ lệch tâm phải nằm trong giới hạn thiết kế đã thỏa thuận trừ khi nó được đưa vào thiết kế khe co giãn một cách có chủ ý.

Yếu tố lựa chọn 17: Sử dụng trong nhà hoặc ngoài trời

Lắp đặt ngoài trời đưa ra các yêu cầu bổ sung có thể không tồn tại bên trong nhà máy.

Các yếu tố này có thể bao gồm:

• Mưa
• Tiếp xúc với tia UV
• Tuyết
• Băng
• Gió
• Biến đổi nhiệt độ môi trường
• Nhiễm bẩn bên ngoài

Do đó, lớp phủ bên ngoài nên được lựa chọn cho cả điều kiện quy trình và môi trường xung quanh.

Yếu tố lựa chọn 18: Khe co giãn thay thế hay lắp đặt mới?

Quy trình lựa chọn khác nhau đối với dự án mới và dự án thay thế.

Lắp đặt mới

Khe co giãn có thể được thiết kế cùng với:

• Hình học ống dẫn
• Neo
• Giá đỡ
• Tính toán chuyển động
• Lớp lót dòng chảy
• Cách nhiệt

Khe co giãn thay thế

Đừng chỉ sao chép khe co giãn cũ nếu nó bị hỏng sớm.

Trước khi thay thế, hãy điều tra:

• Hư hỏng xảy ra ở đâu?
• Dây đai có bị cháy không?
• Có sự tấn công hóa học không?
• Vải có bị mài mòn không?
• Khe co giãn có bị kéo căng quá mức không?
• Tấm lót có bị hư hỏng không?
• Vật liệu có tích tụ bên trong mối nối không?

Hướng dẫn thay thế từ các nhà sản xuất có kinh nghiệm cũng nhấn mạnh việc xem xét lại các thông số kỹ thuật ban đầu và lịch sử vận hành thay vì tự động tái sản xuất một thiết kế đã bị hỏng.

Ma trận lựa chọn mối nối co giãn bằng vải thực tế

Ba ví dụ lựa chọn điển hình trong công nghiệp

Trường hợp A: Ống khói khí thải nhà máy xi măng

Điều kiện vận hành:

• Ống dẫn hình chữ nhật lớn
• Nhiệt độ cao
• Áp suất âm
• Bụi xi măng
• Chuyển vị dọc trục và chuyển vị ngang đáng kể

Ưu tiên lựa chọn:

Thiết kế cần tập trung vào khả năng chống mài mòn, cách nhiệt ở nhiệt độ cao, đặc tính chịu áp suất âm, cấu trúc góc và khoảng dịch chuyển đủ lớn. Một lớp lót bên trong có thể rất quan trọng để bảo vệ đai linh hoạt khỏi khí chứa bụi.

Trường hợp B: Kết nối quạt khí nóng sạch

Điều kiện vận hành:

• Nhiệt độ vừa phải
• Không khí sạch
• Áp suất thấp
• Rung động quạt liên tục
• Dịch chuyển nhiệt hạn chế

Ưu tiên lựa chọn:

Độ linh hoạt và khả năng chống rung có thể quan trọng hơn một gói cách nhiệt dày. Hiện tượng rung đai và luồng không khí cục bộ xung quanh kết nối quạt vẫn cần được xem xét.

Trường hợp C: Khí thải ẩm có tính ăn mòn

Điều kiện vận hành:

• Nhiệt độ tương đối vừa phải
• Khí thải ẩm
• Nguy cơ ngưng tụ axit
• Áp suất thấp
• Dịch chuyển vừa phải

Ưu tiên lựa chọn:

Khả năng kháng hóa chất của lớp làm kín khí có thể quan trọng hơn khả năng chịu nhiệt tối đa. Cần xem xét kỹ lưỡng hiện tượng ngưng tụ và nhiệt độ bề mặt lạnh.

Những sai lầm phổ biến khi lựa chọn

Nhiều vấn đề về khe co giãn bắt đầu từ trước khi sản xuất.

Tránh các lỗi kỹ thuật sau:

1. Chỉ cung cấp kích thước ống dẫn mà không có nhiệt độ, áp suất hoặc độ dịch chuyển.
2. Sử dụng nhiệt độ vải tối đa làm tiêu chí lựa chọn duy nhất.
3. Gộp tất cả các chuyển động thành một con số.
4. Bỏ qua áp suất âm.
5. Không báo cáo vận tốc khí.
6. Bỏ qua bụi hoặc các hạt mài mòn.
7. Giả định rằng thiết kế khe co giãn cũ là chính xác.
8. Sử dụng ảnh chụp thay vì bản vẽ kích thước.
9. Bỏ qua sự sai lệch khi lắp đặt.
10. Chọn vật liệu trước khi xác định loại khí trong quy trình.

Những gì cần bao gồm trong một RFQ?

Để đánh giá kỹ thuật nhanh nhất, hãy gửi các thông tin sau cùng với yêu cầu của bạn:

Hỗ trợ lựa chọn khớp nối giãn nở vải tùy chỉnh BSTFLEX

Công nghiệp khớp nối giãn nở vải nên được thiết kế dựa trên hệ thống đường ống thay vì được chọn như các thành phần dệt may thông thường.

BSTFLEX có thể đánh giá các cấu trúc tùy chỉnh cho đường ống dẫn khí nóng, khí thải và khí lò dựa trên nhiệt độ vận hành, áp suất, chuyển động, thành phần khí, hình học và các yêu cầu môi trường của khách hàng.

Các giải pháp có sẵn bao gồm loại tròn, chữ nhật và tùy chỉnh khớp nối giãn nở ống vải, với các cấu trúc linh hoạt sử dụng vải kỹ thuật, vải tráng phủ, lớp làm kín, vật liệu cách nhiệt và các thành phần bảo vệ theo yêu cầu của ứng dụng.

Xem trang sản phẩm Khớp nối giãn nở vải phi kim loại BSTFLEX để biết thông tin sản xuất tùy chỉnh.