ทำความร้อนท่อเหล็กคาร์บอนขนาด 10 เมตรจาก 20 °C ถึง 120 °C และท่อจะขยายเพิ่มขึ้นประมาณ 12 มม. ซึ่งเพียงพอที่จะโค้งงอแบร็กเก็ต โหลดหัวฉีดปั๊มมากเกินไป หรือปลดข้อต่อเกลียวหากปลายทั้งสองข้างถูกยึดไว้ ช่องว่างระหว่างงานท่อแบบแข็งและการเคลื่อนตัวด้วยความร้อนคือสิ่งที่เครื่องสูบลมโลหะได้รับการออกแบบมาให้ปิดอย่างแน่นอน เครื่องเป่าลมโลหะเป็นท่อโลหะที่มีผนังบางที่ประกอบขึ้นเป็นชุดของการโน้มน้าวขนานกัน มันทำงานเหมือนสปริงที่มีความแม่นยำซึ่งจะโค้งงอในแนวแกน ด้านข้าง และเชิงมุมในขณะที่ยังคงรับแรงกด ดังนั้นท่อจึงสามารถเคลื่อนที่ได้โดยไม่ต้องออกแรงกดเข้าไปในอุปกรณ์ ส่วนรองรับ หรือข้อต่อ
หลักการง่ายๆ ไม่ใช่วิศวกรรมศาสตร์ การบิดต้องลึกพอที่จะเคลื่อนที่ได้ ผนังบางพอที่จะงอได้แต่หนาพอที่จะรับแรงกดได้ เครื่องสูบลมสเตนเลสสตีลไฮโดรฟอร์มส่วนใหญ่จะมีความยาวระหว่างผนังประมาณ 0.3 ถึง 1.5 มม. คู่มือนี้จะอธิบายวิธีการทำงานของเครื่องสูบลมโลหะ วิธีการผลิต โลหะผสมชนิดใดที่เหมาะกับบริการ และการตรวจสอบการเลือกที่จะตัดสินว่าเครื่องสูบลมจะอยู่ได้นานหลายทศวรรษหรือล้มเหลวในรอบการให้ความร้อนครั้งแรก โดยอาศัยประสบการณ์การผลิตที่ Haoyin ผู้ผลิตเครื่องสูบลมสแตนเลสในเมืองหนิงโป ประเทศจีน ซึ่งจัดหาผลิตภัณฑ์กระดาษลูกฟูกสำหรับระบบแก๊ส น้ำ และระบบทำความร้อน
ประเด็นสำคัญ: เครื่องเป่าลมคือสปริงก่อนและภาชนะรับความดันเป็นอันดับสอง ระบุตามการเคลื่อนไหว ความดัน และจำนวนรอบ — ไม่ต้องระบุตามขนาดท่อเพียงอย่างเดียว
เครื่องเป่าลมโลหะคืออะไร?
ข้อมูลอ้างอิงทางวิศวกรรมอธิบายว่าเครื่องสูบลมโลหะนั้นเป็นภาชนะที่ยืดหยุ่น: ออกแรงกดที่ด้านนอกแล้วบีบอัด วางไว้ใต้สุญญากาศและยืดออก ดันหรือดึงไปตามแกนของมัน แล้วมันจะเคลื่อนที่เหมือนสปริงและกลับมา การม้วนงอแต่ละครั้งมีส่วนทำให้เกิดการเคลื่อนที่เพียงเล็กน้อยและทำซ้ำได้ ดังนั้นการเคลื่อนไหวทั้งหมดจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนครั้งของการม้วนตัว ในขณะที่ความจุความดันเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม ข้อดีข้อเสียคือหัวใจสำคัญของการออกแบบเครื่องเป่าลม
พารามิเตอร์ห้าตัวกำหนดเครื่องเป่าลม: ระยะห่างระหว่างการบิด (ระยะห่างระหว่างรอยพับ) เส้นผ่านศูนย์กลางสันและราก ความหนาของผนัง ความยาวอิสระ และข้อต่อปลายที่เชื่อมต่อกับเส้น มุมมองภาพสามมิติด้านล่างแสดงให้เห็นว่าพวกมันเข้ากันได้อย่างไร
โครงสร้างของสูบลมโลหะที่เกิดขึ้น(มุมมองสามมิติ)
เอกสารข้อมูลเกือบทุกแผ่น และการสนทนากับซัพพลายเออร์ทุกรายการ กลับมาที่ข้อกำหนดทั้งห้าข้อนี้
สามวิธีในการสร้างเครื่องเป่าลมโลหะ
เส้นทางการผลิตสามเส้นทางมีอิทธิพลเหนือ และแต่ละเส้นทางก็ทิ้งลายเซ็นต์ไว้ในด้านประสิทธิภาพ
ขึ้นรูปด้วยระบบไฮดรอลิก
ท่อไร้รอยต่อถูกติดตั้งไว้ภายในวงแหวนดาย และขยายจากภายในด้วยแรงดันภายใน บังคับให้โลหะเข้าสู่โปรไฟล์การบิด ผลลัพธ์ที่ได้คือการม้วนศูนย์กลางที่ราบรื่นและมีความหนาของผนังสม่ำเสมอ — ค่าเริ่มต้นของอุตสาหกรรมสำหรับข้อต่อขยายท่อและสำหรับตัวเชื่อมต่อสแตนเลสลูกฟูกรูเล็กที่ติดตั้งกับอุปกรณ์แก๊สและเครื่องทำน้ำอุ่น
ขึ้นรูปด้วยกลไก (ม้วน)
ที่นี่การม้วนงอเข้าไปในท่อทีละขั้นตอน การใช้เครื่องมือทำให้มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยลงเรื่อยๆ หรือผนังที่หนาขึ้น ซึ่งเหมาะกับงาน HVAC และงานสาธารณูปโภค โดยต้องแลกมาด้วยความแม่นยำของโปรไฟล์
ขอบเชื่อม
ไดอะแฟรมด้านในและด้านนอกที่มีการประทับตราจะถูกเชื่อมสลับกันที่ขอบด้านในและด้านนอก เครื่องสูบลมแบบเชื่อมขอบให้การเคลื่อนไหวมากที่สุดต่อความยาวหน่วยและมีอัตราสปริงที่คาดการณ์ได้สูง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงปรากฏในวาล์วสุญญากาศ อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ และเครื่องมือที่มีความแม่นยำ ข้อเสียคือความสามารถในการรับแรงดันต่ำและรอยเชื่อมที่วิกฤตเมื่อยล้า
| ประเภท | มันก่อตัวขึ้นมาได้อย่างไร | จุดแข็งทั่วไป | การเฝ้าระวัง |
|---|---|---|---|
| ขึ้นรูปด้วยระบบไฮดรอลิก | ท่อขยายด้านในตายภายใต้แรงดันภายใน | การโน้มน้าวใจที่ราบรื่นและสมดุล ความจุแรงดันที่แข็งแกร่ง | การเดินทางน้อยลงต่อความยาวหน่วย |
| ม้วนขึ้นรูป | การโน้มน้าวใจ rolled in progressively | ประหยัดสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่และผนังหนา | ความแม่นยำของโปรไฟล์ที่ต่ำกว่า |
| ขอบเชื่อม | ไดอะแฟรมเชื่อมที่ยอดและราก | การเคลื่อนไหวสูงสุดต่อความยาว อัตราสปริงที่แม่นยำ | ระดับความดันต่ำกว่า รอยเชื่อมที่สำคัญเมื่อยล้า |
เครื่องเป่าลมโลหะทำอะไรในระบบท่อ
งานสี่งานมีอิทธิพลเหนือตามลำดับความถี่นี้:
- การชดเชย — ดูดซับการขยายตัวและการหดตัวเนื่องจากความร้อน ดังนั้นการเติบโตจึงไม่ไปถึงพุก ปั๊ม หรือหัวฉีดของอุปกรณ์
- การควบคุมการสั่นสะเทือน — การสั่นสะเทือนของปั๊มแยกส่วน คอมเพรสเซอร์ และพัดลมก่อนที่จะเคลื่อนตัวไปตามสายเนื่องจากเสียงรบกวนและความเหนื่อยล้า
- การวางแนวที่ไม่ตรง — ให้อภัยการชดเชยด้านข้างและมุมเล็กๆ ที่หลงเหลือจากความคลาดเคลื่อนในการผลิตและการติดตั้ง
- การตรวจจับและการซีล — ทำงานเป็นองค์ประกอบตอบสนองในเกจวัดความดัน เทอร์โมสแตท และก้านวาล์วแบบปิดผนึก
การชดเชยเป็นเรื่องใหญ่และเป็นเลขคณิตที่คาดเดาได้ เหล็กขยายตัวประมาณ 0.012 มม. ต่อเมตรสำหรับทุกๆ °C ของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น — ประมาณ 0.017 มม. สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเตนิติก — ดังนั้นระยะ 10 ม. ที่ได้รับความร้อน 100 °C จะยาวขึ้นประมาณ 12 มม. ในเหล็กกล้าคาร์บอน และ 17 มม. ในสเตนเลส แผนภูมิแสดงให้เห็นว่าเพิ่มขึ้นเร็วแค่ไหน
การเจริญเติบโตทางความร้อนของท่อยาว 10 ม. เทียบกับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
คำนวณจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นมาตรฐาน: ประมาณ 0.012 มม. ต่อเมตรต่อ °C (เหล็กกล้าคาร์บอน) และ 0.017 (สเตนเลสออสเทนนิติก)
เครื่องเป่าลมขนาดสำหรับการเดินทางนั้นช่วยให้การเติบโตอยู่ห่างจากอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ ตัวชดเชยโลหะที่มีความยืดหยุ่น/ข้อต่อขยายลูกฟูกของเรา ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของท่อโลหะและท่อชดเชย ถูกสร้างขึ้นสำหรับหน้าที่นี้ในงานทำความร้อน น้ำ และท่ออุตสาหกรรม
ข้อต่อขยายลูกฟูกชดเชยโลหะที่มีความยืดหยุ่น ข้อต่อขยายลูกฟูกที่ทำจากเหล็กสเตนเลสหรือเหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับดูดซับการเติบโตของท่อในระบบทำความร้อน น้ำ และระบบอุตสาหกรรม ปลายเป็นหน้าแปลน เชื่อมหรือเชื่อมต่ออย่างรวดเร็ว DN255–DN600 จัดการน้ำ ไอน้ำ และน้ำมันที่ 0.6–1.6MPa ดูผลิตภัณฑ์ → การเลือกโลหะผสม: อุณหภูมิ คลอไรด์ และต้นทุน
การเลือกโลหะผสมเป็นตัวกำหนดว่าเครื่องสูบลมจะทำงานได้ร้อนเพียงใด สามารถรับมือกับตัวกลางอย่างไร และมีราคาเท่าใด ขีดจำกัดด้านล่างคือตัวเลขการบริการต่อเนื่องทั่วไปที่รวบรวมจากเอกสารข้อมูลของผู้ผลิตข้อต่อส่วนขยาย ตรวจสอบสิ่งเหล่านี้กับสื่อ ความกดดัน และสภาวะการปั่นจักรยานของคุณกับซัพพลายเออร์เสมอ
| วัสดุ | ขีดจำกัดการบริการต่อเนื่องโดยทั่วไป | เหมาะที่สุดกับ |
|---|---|---|
| สีบรอนซ์ / ทองเหลือง | ประมาณ 200 องศาเซลเซียส | น้ำแรงดันต่ำ ส่วนประกอบเกจ และเทอร์โมสตัท |
| โมเนล 400 | ประมาณ 480 องศาเซลเซียส | น้ำทะเลและสารเคมีเชิงรุก |
| สแตนเลส 304 | ประมาณ 550 องศาเซลเซียส | ท่อน้ำ แก๊ส ท่อทำความร้อน และไอน้ำทั่วไป |
| สแตนเลส 316L | ประมาณ 550 องศาเซลเซียส | บริการน้ำที่มีคลอไรด์ เคมีภัณฑ์ และชายฝั่ง |
| สแตนเลส321 | ประมาณ 600 องศาเซลเซียส | หน้าที่อุณหภูมิสูงและตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่เสถียร |
| อินโคเนล 625 | ประมาณ 980 องศาเซลเซียส | ท่อไอเสียอุณหภูมิสูงและท่อที่อยู่ติดกังหัน |
ขีดจำกัดอุณหภูมิบริการต่อเนื่องโดยทั่วไปตามโลหะผสม
สแตนเลส 304 ตรงกับ 316L ที่อุณหภูมิประมาณ 550 °C; ตัวเลขเป็นคำแนะนำในเอกสารข้อมูลทั่วไป — ตรวจสอบบริการของคุณ
บันทึกการปฏิบัติสองประการ ประการแรก สเตนเลส 304 ทำหน้าที่หลักในการให้บริการน้ำ ก๊าซ และการทำความร้อน แต่เมื่อคลอไรด์พบกับอุณหภูมิที่สูงขึ้น — บริเวณชายฝั่งทะเล หรือน้ำในกระบวนการผลิต — 316L ต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนและการกัดกร่อนจากความเค้นคลอไรด์ได้ดีกว่ามาก ประการที่สอง อายุความเหนื่อยล้าได้รับการออกแบบมา ไม่ใช่คาดเดาได้: วิธี EJMA (Expansion Joint Manufacturing Association) ให้คะแนนเครื่องสูบลมตามรอบการเคลื่อนที่ที่ระยะการเคลื่อนที่ที่กำหนด ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเครื่องสูบลมขนาดเดียวกัน 2 เครื่องจึงสามารถรองรับอายุขัยที่แตกต่างกันมาก
ที่ที่เครื่องเป่าลมโลหะได้รับการเก็บรักษา
ท่ออุตสาหกรรม HVAC และพลังงาน
ภาพรวมอุตสาหกรรมของการใช้ข้อต่อขยายมักกลับไปสู่รายการเดิม: โรงงานเคมีและปิโตรเคมี การผลิตไฟฟ้า HVAC และระบบทำความร้อนเฉพาะพื้นที่ การบำบัดน้ำ และการต่อเรือ จุดยึดโดยทั่วไปคือช่องทางออกของหม้อไอน้ำและตัวทำความร้อน การดูดและระบายของปั๊ม และครอสโอเวอร์ของกังหัน — ที่ใดก็ตามที่ความร้อน การสั่นสะเทือน และการยึดแบบแข็งมาบรรจบกันในแนวเดียว
การเชื่อมต่อก๊าซและน้ำในครัวเรือน
เทคโนโลยีเดียวกันนี้ลดขนาดลงอย่างสวยงามสำหรับอาคาร ข้อต่อแก๊สสแตนเลสแบบลูกฟูกมีลักษณะเป็นสูบลมโลหะขนาดเล็กพร้อมน็อตปลาย ใช้สำหรับต่อกับเตา เตา เครื่องทำน้ำอุ่น และหม้อต้มน้ำแบบแขวนผนัง ขนาดที่อยู่อาศัยเริ่มตั้งแต่ DN10 ถึง DN25 และตัวเชื่อมต่อที่จำหน่ายในอเมริกาเหนือมีใบรับรอง CSA ตามมาตรฐานตัวเชื่อมต่อก๊าซที่เกี่ยวข้อง ขั้วต่อ DN15 ที่ได้รับการรับรอง CSA ของเราเป็นขนาดที่เหมาะกับเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านมากที่สุด
ขั้วต่อแก๊สสแตนเลส DN15 ที่ได้รับการรับรองจาก CSA ขั้วต่อสูบลมสแตนเลส 304 ลูกฟูกขนาดเล็กพร้อมน็อตแฟลร์ 15/16"-16UNF สร้างขึ้นเพื่อเชื่อมต่อกับอุปกรณ์แก๊สในครัวเรือน การรับรอง CSA และตัวเลือกอะแดปเตอร์หลายรายการทำให้เป็นจุดอ้างอิงที่ใช้งานได้จริงสำหรับขนาดส่วนเชื่อมต่อในที่พักอาศัย ดูผลิตภัณฑ์ → แน่นอนว่าโลหะไม่ใช่ทางเลือกเดียว เครื่องเป่าลมยางจะเคลื่อนที่ได้ไกลขึ้นและการสั่นสะเทือนแบบชื้นจะดีกว่าสำหรับเงินที่เสียไป แต่เครื่องสูบลมเหล่านี้มีอายุมากขึ้น และมีเพดานที่มีอุณหภูมิตามจริง และไม่สามารถรองรับแรงดันของโลหะได้ แผนภูมิเรดาร์สรุปข้อดีข้อเสียที่อุตสาหกรรมยอมรับโดยทั่วไป
เครื่องสูบลมโลหะกับยาง — การเปรียบเทียบเชิงคุณภาพ (0–5)
การเปรียบเทียบเชิงคุณภาพ 0–5 สะท้อนถึงฉันทามติของอุตสาหกรรมทั่วไป ไม่ใช่ข้อมูลห้องปฏิบัติการ
การเลือกและการติดตั้ง: ในกรณีที่มีอายุการใช้งานหรือสูญหาย
ตรวจสอบเจ็ดครั้งก่อนสั่งซื้อ:
- การเคลื่อนไหว — ประเภท (แนวแกน ด้านข้าง เชิงมุม) จำนวนและรอบที่คาดหวังต่อวัน
- แรงดัน — แรงดันใช้งาน แรงดันทดสอบ และสภาวะสุญญากาศใดๆ
- อุณหภูมิ — ระดับสภาวะคงที่บวกจุดสูงสุดเริ่มต้น ด้านในและด้านนอกท่อ
- ตัวกลาง — ส่วนผสมของคลอไรด์ น้ำมัน หรือก๊าซที่ทำให้ตัวเลือกโลหะผสมแคบลง
- อุปกรณ์ปลายท่อ — ส่วนปลายเชื่อม หน้าแปลน หรือน็อตเกลียว ตรงกับวิธีประกอบข้อต่อ
- การรับรอง — ตัวเชื่อมต่อตามรายการ CSA สำหรับก๊าซในอเมริกาเหนือ และการผลิตที่ควบคุมโดย ISO 9001 สำหรับการจัดหาทางอุตสาหกรรม
- การติดตั้ง — ไม่มีแรงบิดเมื่อขันให้แน่น ไม่มีการยืดเพื่อปิดช่องว่าง และแก้ไขส่วนรองรับเพื่อให้น้ำหนักของท่อไม่ค้างบนข้อต่อ
การตรวจสอบครั้งสุดท้ายจะตัดสินผลลัพธ์ส่วนใหญ่: การตรวจสอบความล้มเหลวของอุตสาหกรรมพบว่าความล้มเหลวของเบลโลว์ในช่วงแรกนั้นย้อนกลับไปที่การติดตั้งและการจัดการ — การบิดจากการขันน็อตให้แน่นกับการบิด การยืดเกิน หรือน้ำหนักของท่อที่แขวนอยู่บนข้อต่อ — แทนที่จะเป็นข้อบกพร่องจากการผลิต บทความของเราเกี่ยวกับสาเหตุที่เครื่องสูบลมโลหะล้มเหลวในท่อส่งทางอุตสาหกรรมทำให้กลไกต่างๆ พังลง
สำหรับงานแก๊สในครัวเรือน ให้จับคู่ขนาดตัวเชื่อมต่อกับโหลดของอุปกรณ์ — DN10 ถึง DN25 ครอบคลุมตัวเชื่อมต่อที่อยู่อาศัยส่วนใหญ่ — และในกรณีที่ตัวเชื่อมต่อยาววิ่งผ่านตู้ที่คับแคบ การออกแบบที่ไร้เสียงนกหวีดจะระงับสัญญาณรบกวนการไหลที่เกิดจากการหมุนวนแบบธรรมดาที่สามารถสร้างได้เมื่อดึงสูง
ขั้วต่อแก๊สสเตนเลสสตีลไร้นกหวีด DN20 ขั้วต่อสแตนเลส 304 นี้จับคู่ผนัง 0.25 มม. พร้อมการออกแบบลอนไร้นกหวีด ซึ่งช่วยลดเสียงรบกวนของการไหลของอากาศในระยะยาวผ่านตู้ที่คับแคบ น็อตแฟลร์และซีลแบบแข็งขนาด 1 1/8"-16UNF รองรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่ไม่มีการรั่วซึม ดูผลิตภัณฑ์ → คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับเครื่องเป่าลมโลหะ
ไตรมาสที่ 1 เครื่องเป่าลมโลหะใช้ทำอะไร?
โดยดูดซับการขยายตัวทางความร้อน การสั่นสะเทือน และการวางแนวที่ไม่ตรงในระบบท่อ และยังทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบการตรวจจับในเกจวัดแรงดันและเทอร์โมสตัท
ไตรมาสที่ 2 เครื่องเป่าลมโลหะมีอายุการใช้งานนานแค่ไหน?
ชีวิตถูกกำหนดโดยวงจรการเคลื่อนไหว ไม่ใช่แค่ปีเท่านั้น ด้วยขนาดตามวิธีวงจร EJMA และติดตั้งโดยไม่มีแรงบิดหรือการขยายมากเกินไป โดยทั่วไปแล้วจะใช้งานได้ยาวนานกว่ารอบการบำรุงรักษาของระบบ
ไตรมาสที่ 3 สูบลมแบบโลหะหรือแบบยางอันไหนดีกว่ากัน?
โลหะมีชัยเหนืออุณหภูมิ ความดัน และการต้านทานการเสื่อมสภาพ ยางให้การเคลื่อนไหวที่มากขึ้น การหน่วงที่ดีขึ้น และต้นทุนที่ต่ำกว่า จับคู่วัสดุกับตัวกลาง อุณหภูมิ และการเคลื่อนไหว
ไตรมาสที่ 4 เครื่องสูบลมโลหะสามารถรับแรงกดได้เท่าใด
ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลาง ความหนาของผนัง จำนวนชั้น และโปรไฟล์การบิดงอ คอนเนคเตอร์สเตนเลสแบบรูเล็กรองรับการทำงานของอุปกรณ์ที่ใช้แรงดันต่ำ ในขณะที่การออกแบบทางอุตสาหกรรมแบบหลายชั้นได้รับพิกัดที่สูงกว่ามาก โปรดตรวจสอบระดับแรงดันเสมอ
คำถามที่ 5 เครื่องเป่าลมโลหะสามารถใช้กับท่อแก๊สได้หรือไม่?
ใช่. ขั้วต่อแก๊สสแตนเลสลูกฟูกเป็นอุปกรณ์มาตรฐานสำหรับช่วง เครื่องทำน้ำอุ่น และหม้อต้มน้ำ ในอเมริกาเหนือ ให้มองหาใบรับรอง CSA และขนาด DN10–DN25 ที่ถูกต้อง
คำถามที่ 6 เครื่องเป่าลมหนึ่งตัวสามารถดูดซับการเคลื่อนไหวได้มากเพียงใด?
การบิดแต่ละครั้งมีส่วนทำให้เกิดการเคลื่อนที่ในแนวแกนในปริมาณคงที่ที่ความดันที่กำหนด ดังนั้นการเคลื่อนไหวจะปรับขนาดตามจำนวนการบิด แต่การบิดที่มากขึ้นจะลดความจุของแรงดัน ดังนั้นขนาดจึงทำให้ทั้งสองสมดุลกัน
