벨로우즈 시스템: 유형, 이동 제한, 재료 및 선택 가이드

펌프가 90°C 온수 루프에서 시동되면 금속이 가열됨에 따라 열 교환기 근처의 파이프가 12~20mm 점프할 수 있습니다. 라인이 강하면 해당 변위가 플랜지, 밸브 본체 및 용접으로 전달됩니다. 플랜지가 울기 시작하고 몇 주 내에 바닥판 균열이 나타날 수 있습니다. 벨로우즈 시스템은 상황을 변화시킵니다. 즉, 컨볼루션이 구부러지고 플랜지가 단단하게 유지되며 펌프가 정렬된 상태를 유지합니다.

이 가이드에서는 벨로우즈 시스템이 무엇인지, 처리할 수 있는 움직임, 피로도와 표준, 서비스 한계를 설정하는 재료, 현장 오류를 방지하는 선택 매개변수에 대해 설명합니다.

벨로우즈 시스템이란 무엇입니까?

벨로우즈 요소는 일련의 환형 또는 나선형 회선으로 형성된 얇은 벽의 튜브입니다. 이 시스템은 엔드 피팅, 내부 라이너, 추력이 있는 경우 타이 로드, 힌지 또는 압력 균형 설계 등 실제 배관 작업에 필요한 모든 것을 추가합니다. EJMA(Expansion Joint Manufacturer Association)에 따르면 익스펜션 조인트는 인접한 배관에 연결할 수 있도록 플랜지와 같은 끝단 피팅이 있는 유연한 벨로우즈 요소입니다.

작동 원리는 간단합니다. 연결된 파이프가 움직일 때 각 회선은 탄성 범위 내에서 약간 구부러집니다. 주름진 모양은 여러 개의 작은 접힌 부분에 걸쳐 변형을 분산시키기 때문에 요소는 강도를 잃지 않고 낮은 스프링 비율을 얻습니다. 그 결과 플랜지와 장비에 과부하가 걸리지 않고 지속적으로 압축, 확장 및 편향되는 구성 요소가 탄생했습니다.

핵심 구성요소

• 벨로우즈 요소 - 크라운과 루트로 구성된 주름진 압력 경계입니다.
• 엔드 피팅 — 플랜지, 용접 엔드 또는 나사형 니플.
• 내부 라이너 - 침식, 난류 및 고속 매체로부터 벨로우즈를 보호합니다.
• 외부 커버 또는 브레이드 - 기계적 손상을 방지하고 확장을 제한합니다.
• 타이 로드 및 힌지 - 압력 추력을 흡수하여 벨로우즈가 의도한 움직임만 볼 수 있도록 합니다.

이동 기능: 벨로우즈 시스템이 흡수할 수 있는 것

축 운동은 벨로우즈 시스템이 유지되는 부분입니다. 단일 요소 축 확장 조인트는 견고한 플랜지 면이 견딜 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 변위를 흡수할 수 있습니다. 측면 편향 및 각도 회전도 가능하지만 더 많은 컨볼루션을 소비합니다. 비틀림(파이프 축을 중심으로 비틀림)은 강화되지 않은 벨로우즈에 적용되어서는 안 됩니다.

여러 동작이 동시에 발생하는 경우 조합에 따라 각각의 허용치가 줄어듭니다. 연간 열 주기 횟수와 함께 전체 세트(축, 측면, 각도(밀리미터 및 도))를 공급업체에 제공합니다.

사이클 수명 및 설계 표준: 피로는 한계입니다

벨로우즈 시스템의 유효 수명은 달력 연도가 아닌 주기로 표시됩니다. 모든 압축과 확장은 크라운과 루트에서 컨볼루션을 구부립니다. 가장 얇은 부분에서 균열이 시작될 때까지 국부적인 응력이 축적됩니다. EJMA는 적용된 움직임, 내부 압력, 벽 두께 및 회선 형상을 예상 사이클 수명에 연결하는 설계 방법을 발표합니다. 관계는 비선형적입니다. 정격 스트로크의 50%로 이동을 줄이면 예상 수명이 대략 10배로 늘어납니다.

현장에서는 두 가지 결과가 중요합니다. 첫째, 벨로우즈를 몇 밀리미터라도 과도하게 스트로크하면 예비 피로가 대부분 소모됩니다. 둘째, 높은 내부 압력은 요소를 불안정하게 만들 수 있는 축 방향 추력을 생성합니다. 이러한 상태를 스쿼밍(squirm)이라고 합니다. 메인 앵커, 가이드 및 타이 로드는 부속품이 아닙니다. 정격 봉투 안에 요소를 유지합니다.

재료 및 제조로 인해 서비스 한계가 형성됩니다.

대부분의 벨로우즈 시스템은 오스테나이트계 스테인리스강으로 제작됩니다. 일반 용도의 경우 304/304L, 염화물이나 해양 대기가 존재하는 경우에는 316/316L, 지속적인 고온에서 금속을 연화시키는 안정화 등급은 다음과 같습니다. 공격적인 화학적 의무에서는 니켈 합금이 나타나지만 비용이 배가되므로 재료 선택은 기술적인 것만큼이나 경제적인 것입니다.

성형방법도 중요하다. 수력학적으로 형성된 요소는 깨끗하고 균일한 회선을 가지며 주기적인 임무에 적합합니다. 기계적으로 롤 형태로 형성된 요소는 장기간 생산에서 피치와 직경을 제어하는 ​​데 적합합니다. 하나의 두꺼운 벽 대신 2~3개의 얇은 층으로 구성된 다겹 구조는 낮은 스프링 비율로 압력 용량을 높이지만 각 층은 통풍이 되어야 하므로 벽을 통과하는 작은 균열이 압력 트랩이 될 수 없습니다. 엔드 피팅은 자격을 갖춘 절차에 따라 용접됩니다. 열악한 용접 전이는 피로 균열의 일반적인 시작점입니다.

주거용 및 상업용 가스 시스템의 경우 동일한 주름형 기술이 스테인레스 스틸 유연한 가스 커넥터로 나타납니다. 차이점은 상황입니다. 다중 회선 확장 조인트 대신 단일 굽힘 장치 연결입니다. 스테인레스 스틸 벨로우즈와 고무 벨로우즈의 비교 일반적으로 온도, 압력, 화재 안전 및 노화에 따라 결정됩니다. 고무는 시간이 지남에 따라 경화되고 갈라지는 반면 스테인리스 스틸은 수십 년 동안 정격 성능을 유지합니다.

벨로우즈 시스템이 사용되는 곳

공장 전반에 걸쳐 벨로우즈 시스템은 확장 조인트, 가스 커넥터, 유연한 수로 등 세 가지 다른 역할로 나타납니다. 기하학적 구조는 비슷해 보이지만 등급 논리가 다르기 때문에 제품을 임무에 맞추는 것이 첫 번째 단계입니다.

산업용 배관 및 열 루프

증기, 열유, 온수 루프는 온도에 따라 증가합니다. 플랜지 끝이 있는 유연한 금속 보정 장치는 장비 노즐과 고정 앵커 지점 사이의 축 방향 및 측면 움직임을 흡수하여 열 추력으로부터 펌프 케이싱과 열 교환기 플랜지를 보호합니다. 주기적인 서비스의 경우 스트로크뿐만 아니라 주기 수명도 지정하십시오.

유연한 금속 보상기 골판지 확장 조인트 이 플랜지형 또는 용접형 보상 장치는 증기, 열유 및 온수 시스템의 열팽창으로 인한 축방향 및 측면 움직임을 흡수하여 펌프 케이싱과 열교환기 플랜지를 보호합니다. 304 스테인리스 브레이드와 최대 1.6 MPa의 압력 등급은 주기적 서비스에 적합합니다. 제품보기 →

가스 기기 및 공급 연결

주름진 스테인레스 스틸 튜브와 반강성 가스 커넥터는 동일한 주름 원리를 사용하여 서비스를 위해 기기를 움직이게 하는 동시에 낮은 압력에서 가스를 안전하게 운반합니다. CSA 인증 스테인리스강 가스 커넥터에는 표준화된 피팅과 공장 누출 테스트가 추가되어 있습니다. 이는 검사관이 등급 확인을 요청할 때 문서화된 이점입니다.

CSA 인증 스테인리스강 가스 커넥터(DN10–DN25) 304 재질, 벽 두께 0.2~0.25mm, 100% 누출 테스트를 갖춘 다양한 CSA 인증 스테인리스강 가스 커넥터입니다. 플레어 너트가 포함된 DN10에서 DN25까지의 사용 가능한 크기는 검사관이 평가한 문서가 중요한 주거용 및 상업용 가스 기기에 적합합니다. 제품보기 →

일반적인 현장 불만 사항 중 하나는 가스 흐름이 휘파람을 불고 있다는 것입니다. 휘파람 소리는 매끄러운 보어 내부의 흐름 패턴에서 나옵니다. 휘슬 없는 가스 커넥터는 CSA 등급 엔벨로프와 벨로우즈 벽의 유연성을 유지하면서 이를 억제하기 위해 모양이 지정된 내부 코어를 사용합니다.

DN15 스테인레스 스틸 휘파람 없는 가스 커넥터 벽 두께가 0.25mm인 DN15 커넥터, 15/16"-16UNF 플레어 너트 및 다양한 어댑터. 휘슬 없는 코어는 공기 흐름 소음을 억제하는 동시에 황동 또는 탄소강 너트로 견고한 밀봉을 유지하며 유연한 설치를 위해 12~72인치 길이로 제공됩니다. 제품보기 →

일반적인 실패와 이를 방지하는 방법

대부분의 고장난 벨로우즈 시스템은 제조가 아닌 오용으로 인해 고장납니다. 아래 목록은 배관 유지 관리 작업의 일반적인 현장 경험을 반영하며 각 항목은 설치 규칙에 직접 매핑됩니다.

1. 정격 스트로크를 초과하는 과도한 확장 - 요소가 바닥에 닿고 크라운이 생성됩니다. 예방 조치: 여행용 정지 장치를 장착하거나 더 긴 요소를 사용하십시오.
2. 비틀림 during installation - 벨로우즈가 잘못 정렬된 플랜지 쌍으로 인해 비틀어졌습니다. 예방 조치: 조이기 전에 두 플랜지를 평행하게 정렬하십시오.
3. 수격 현상 또는 압력 서지 — 갑작스러운 스파이크가 정격 한계를 초과합니다. 예방조치: 천천히 닫히는 밸브를 장착하고 일시적인 압력을 점검하십시오.
4. 부러진 메인 앵커 — 인접한 앵커가 실패하면 벨로우즈가 전체 축 추력을 받아 꿈틀거립니다. 예방: 매년 앵커를 검사하고 처음부터 추력을 고려하여 설계하십시오.
5. 염화물 부식 - 단열재 또는 세척수 균열 304 표면의 외부 염화물. 예방: 염화물이 존재하는 경우 316 또는 보호 커버를 지정하십시오.
6. 브레이드 종단의 고주파 진동 — 국소적인 초조함이 균열을 시작합니다. 예방 조치: 벨로우즈를 소스에서 멀리 이동하거나 댐핑 지지대를 추가하십시오.

기계적인 배경은 우리의 노트에서 다룹니다. 산업용 파이프라인에서 금속 벨로우즈가 작동하지 않는 이유 . 요컨대 세 가지 습관이 대부분의 실패를 방지합니다. 정격 스트로크 준수, 비틀림 방지, 앵커를 양호한 상태로 유지하는 것입니다.

벨로우즈 시스템 선택 방법: 중요한 매개변수

선택은 카탈로그 번호가 아닌 직무에 대한 한 줄씩 검토하는 것으로 시작됩니다. 평균이 아닌 작동 범위를 기록하십시오. 평균 온도에 맞게 크기가 조정되었지만 20°C 오버슈트에 의해 하루에 두 번 작동되는 벨로우즈는 일찍 실패합니다.

이 숫자를 제조업체에 보내고 정격 스트로크, 스프링 비율 및 스퀴름 압력에서 예상되는 사이클 수명을 문의하십시오. 세 가지 모두에 답한 공급업체는 엔지니어링된 벨로우즈 시스템을 인용하고 있습니다. 가격으로만 대답하는 사람은 골판지 파이프를 인용하는 것입니다.

벨로우즈 시스템 FAQ