10m 길이의 탄소강 파이프를 20°C에서 120°C로 가열하면 대략 12mm 정도 늘어납니다. 이는 브래킷이 구부러지거나, 펌프 노즐에 과부하가 걸리거나, 양쪽 끝이 고정되어 있는 경우 나사형 조인트를 풀기에 충분합니다. 단단한 배관과 열적 움직임 사이의 간격이 바로 금속 벨로우즈가 메워지도록 설계된 것입니다. 금속 벨로우즈는 일련의 평행 회선으로 형성된 얇은 벽의 금속 튜브입니다. 이는 압력을 단단히 유지하면서 축 방향, 측면 및 각도 방향으로 구부러지는 정밀 스프링처럼 작동하므로 파이프가 장비, 지지대 또는 조인트에 힘을 가하지 않고도 움직일 수 있습니다.
원리는 간단하지만 엔지니어링은 그렇지 않습니다. 컨볼루션은 이동할 수 있을 만큼 깊어야 하며 벽은 구부러질 수 있을 만큼 얇아야 하지만 압력을 견딜 수 있을 만큼 두꺼워야 합니다. 대부분의 하이드로포밍 스테인레스 스틸 벨로우즈는 벽의 약 0.3~1.5mm 사이에서 작동합니다. 이 가이드에서는 가스, 물 및 난방 시스템용 골판지 제품을 공급하는 중국 닝보의 스테인레스 스틸 벨로우즈 제조업체인 Haoyin의 생산 경험을 바탕으로 금속 벨로우즈의 작동 방식, 제조 방법, 어떤 서비스에 적합한 합금, 벨로우즈가 수십 년 동안 지속되는지 또는 첫 번째 가열 사이클에서 실패하는지를 결정하는 선택 검사에 대해 설명합니다.
핵심 사항: 벨로우즈는 스프링이 먼저이고 압력 용기가 두 번째입니다. 이동, 압력 및 주기 횟수를 기준으로 지정하십시오. 파이프 크기만으로는 지정하지 마십시오.
금속 벨로우즈란 무엇입니까?
엔지니어링 참고 자료에서는 금속 벨로우즈를 탄성 용기로 설명합니다. 외부에 압력을 가하면 압축됩니다. 진공 상태에 놓으면 늘어납니다. 축을 따라 밀거나 당기면 스프링처럼 움직였다가 돌아옵니다. 각 회선은 작고 반복 가능한 이동량에 기여하므로 전체 이동은 회선 수에 따라 증가하며 압력 용량은 반대 방향으로 이동합니다. 이러한 절충안은 벨로우즈 설계의 핵심입니다.
5가지 매개변수가 벨로우즈를 정의합니다. 즉, 회선 피치(접힌 부분 사이의 간격), 마루 및 루트 직경, 벽 두께, 자유 길이 및 이를 선에 연결하는 끝 피팅입니다. 아래 등각투영 뷰는 서로 어떻게 맞는지 보여줍니다.
형성된 금속 벨로우즈의 구조(등각도)
거의 모든 데이터시트와 모든 공급업체에 대한 논의는 이 다섯 가지 용어로 구성됩니다.
금속 벨로우즈를 만드는 세 가지 방법
세 가지 제조 경로가 지배적이며 각각 성능에 대한 특징을 남깁니다.
수력학적으로 형성됨
이음매 없는 튜브는 링 다이 내부에 설치되고 내부 압력에 의해 내부에서 확장되어 금속을 컨볼루션 프로파일로 밀어 넣습니다. 그 결과 일관된 벽 두께를 갖는 매끄럽고 동심원인 회선이 생성됩니다. 이는 파이프라인 확장 조인트와 가스 기기 및 온수기에 장착되는 소구경 골판지 스테인리스 커넥터에 대한 업계 기본값입니다.
기계적으로(롤) 형성됨
여기서 컨볼루션은 한 번에 한 단계씩 튜브 안으로 굴러갑니다. 툴링 비용은 점점 더 커지고 직경이 커지거나 벽이 더 두꺼워져 HVAC 및 유틸리티 규모의 작업에 적합하지만 프로파일 정밀도는 어느 정도 희생됩니다.
가장자리 용접
스탬핑된 내부 및 외부 다이어프램은 내부 및 외부 가장자리에서 교대로 용접됩니다. 모서리 용접 벨로우즈는 단위 길이당 가장 많은 움직임과 예측 가능한 스프링 비율을 제공하므로 진공 밸브, 반도체 장비 및 정밀 기기에 사용됩니다. 대신에 낮은 압력 용량과 피로에 민감한 용접 이음새가 필요합니다.
| 유형 | 그것이 어떻게 형성되는지 | 전형적인 강점 | 주의사항 |
|---|---|---|---|
| 수력학적으로 형성됨 | 내부 압력에 의해 다이 내부로 확장된 튜브 | 부드럽고 균형 잡힌 컨볼루션; 강한 압력 용량 | 단위 길이당 이동량이 적음 |
| 롤 성형 | 컨볼루션 rolled in progressively | 큰 직경과 두꺼운 벽에 경제적입니다. | 낮은 프로파일 정밀도 |
| 가장자리 용접 | 크레스트와 루트에 용접된 다이어프램 | 길이당 가장 높은 움직임; 정확한 스프링 비율 | 낮은 압력 등급; 피로에 민감한 용접 |
배관 시스템에서 금속 벨로우즈의 역할
다음과 같은 빈도순으로 4가지 직업이 지배적입니다.
- 보상 - 열팽창과 수축을 흡수하여 성장이 앵커, 펌프 또는 장비 노즐에 도달하지 않도록 합니다.
- 진동 제어 - 펌프, 압축기 및 팬 진동이 소음과 피로로 인해 라인 아래로 이동하기 전에 분리합니다.
- 정렬 불량 - 제작 및 설치 공차로 인해 남겨진 작은 측면 및 각도 오프셋을 허용합니다.
- 감지 및 밀봉 - 압력 게이지, 온도 조절 장치 및 밀봉된 밸브 스템의 반응 요소로 작동합니다.
보상은 큰 것이고, 예측 가능한 산술이다. 강철은 온도가 1°C 상승할 때마다 미터당 약 0.012mm씩 성장합니다(오스테나이트계 스테인리스강의 경우 약 0.017mm). 따라서 100°C로 가열된 10m 길이는 탄소강에서는 약 12mm, 스테인리스강에서는 17mm 늘어납니다. 차트는 그것이 얼마나 빨리 합산되는지를 보여줍니다.
10m 배관의 열 성장과 온도 상승 비교
표준 선형 팽창 계수로 계산: °C당 미터당 약 0.012mm(탄소강) 및 0.017(오스테나이트 스테인리스).
해당 이동에 적합한 크기의 벨로우즈는 연결된 장비의 성장을 방지합니다. 당사의 유연한 금속 보정 장치/금속 호스 및 보정 장치 라인의 일부인 주름진 확장 조인트는 난방, 물 및 산업용 배관에서 정확히 이러한 역할을 위해 제작되었습니다.
유연한 금속 보상기 골판지 확장 조인트 난방, 물 및 산업 시스템에서 파이프 성장을 흡수하기 위한 스테인리스강 또는 탄소강 주름형 확장 조인트입니다. 플랜지형, 용접형 또는 빠른 연결 끝단, DN255–DN600, 0.6–1.6MPa에서 물, 증기 및 오일을 처리합니다. 제품보기 → 합금 선택: 온도, 염화물 및 비용
합금 선택에 따라 벨로우즈의 작동 온도, 매체에 대한 대처 방법 및 비용이 결정됩니다. 아래 제한은 확장 조인트 제조업체 데이터시트에서 수집한 일반적인 연속 서비스 수치입니다. 항상 공급업체에 매체, 압력 및 사이클링 조건을 확인하십시오.
| 소재 | 일반적인 연속 서비스 한도 | 다음에 가장 적합합니다. |
|---|---|---|
| 청동/황동 | 약 200°C | 저압 물, 게이지 및 온도 조절 장치 요소 |
| 모넬 400 | 약 480°C | 해수 및 공격적인 화학 매체 |
| 304 스테인레스 | 약 550°C | 일반 물, 가스 커넥터, 난방 및 증기 라인 |
| 316L 스테인레스 | 약 550°C | 염화물을 함유한 물, 화학물질 및 연안 서비스 |
| 321 스테인레스 | 약 600℃ | 안정화된 고온 부하, 열교환기 |
| 인코넬 625 | 약 980°C | 고온 배기 및 터빈 인접 라인 |
합금에 따른 일반적인 연속 서비스 온도 제한
304 스테인리스는 약 550°C에서 316L과 일치합니다. 수치는 일반적인 데이터시트 지침입니다. 서비스를 확인하세요.
두 가지 실용적인 메모. 첫째, 304 스테인리스는 물, 가스 및 난방 서비스의 주력 제품이지만 염화물이 높은 온도를 만나는 곳(해안 지역, 일부 공정수)에서는 316L이 구멍 및 염화물 응력 부식에 훨씬 더 잘 견딥니다. 둘째, 피로 수명은 추측하는 것이 아니라 설계됩니다. EJMA(Expansion Joint Manufacturer Association) 방법은 정격 변위에서 동작 사이클로 벨로우즈를 평가합니다. 이것이 바로 두 개의 동일한 크기 벨로우즈가 매우 다른 수명 등급을 가질 수 있는 이유입니다.
금속 벨로우즈가 유지되는 곳
산업용 배관, HVAC 및 에너지
익스팬션 조인트 사용에 대한 산업 개요는 화학 및 석유화학 플랜트, 발전, HVAC 및 지역 난방, 수처리 및 조선업과 같은 동일한 후보 목록으로 계속 돌아갑니다. 일반적인 장착 지점은 보일러 및 히터 배출구, 펌프 흡입 및 배출, 터빈 교차 등 열, 진동 및 견고한 고정이 한 라인에서 만나는 모든 곳입니다.
가정용 가스 및 수도 연결
동일한 기술이 건물에서도 깔끔하게 축소됩니다. 골판지 스테인리스 스틸 가스 커넥터는 레인지, 쿡탑, 온수기 및 벽걸이 보일러를 연결하는 데 사용되는 끝 너트가 있는 사실상 소형 금속 벨로우즈입니다. 주거용 크기는 DN10부터 DN25까지이며 북미 지역으로 판매되는 커넥터는 해당 가스 커넥터 표준에 대한 CSA 인증을 받았습니다. 당사의 CSA 인증 DN15 커넥터는 가전제품에 가장 일반적으로 장착되는 크기입니다.
CSA 인증 DN15 스테인리스강 가스 커넥터 가정용 가스 기기를 연결하기 위해 제작된 15/16"-16UNF 플레어 너트가 있는 소형 골판지 304 스테인리스 스틸 벨로우즈 커넥터입니다. CSA 인증 및 여러 어댑터 옵션을 통해 주거용 연결 규모에 대한 실용적인 기준점이 됩니다. 제품보기 → 물론 금속이 유일한 선택은 아닙니다. 고무 벨로우즈는 더 멀리 움직이고 진동을 더 잘 감쇠시킵니다. 하지만 시간이 오래 걸리고 실제 온도 한계가 있으며 금속의 압력 억제와 일치하지 않습니다. 방사형 차트에는 업계에서 일반적으로 수용하는 절충안이 요약되어 있습니다.
금속 벨로우즈와 고무 벨로우즈 — 정성적 비교(0–5)
실험실 데이터가 아닌 일반적인 업계 합의를 반영하는 정성적 0-5 비교입니다.
선택 및 설치: 서비스 수명이 확보되거나 손실되는 위치
주문하기 전에 7가지 사항을 확인하세요.
- 움직임 - 유형(축, 측면, 각도), 양 및 일일 예상 주기.
- 압력 - 작동 압력, 테스트 압력 및 모든 진공 조건.
- 온도 - 파이프 내부 및 외부의 정상 상태 수준과 시작 최고치.
- 매체 - 합금 선택 범위를 좁히는 염화물, 오일 또는 가스 혼합물.
- 엔드 피팅 - 용접 엔드, 플랜지 또는 나사산 너트가 조인트 구성 방식에 맞춰집니다.
- 인증 — 북미 지역 가스용 CSA 등록 커넥터 및 산업용 공급을 위한 ISO 9001 제어 제조.
- 설치 - 조일 때 비틀림이 없고, 틈을 메우기 위해 늘어나지 않으며, 올바른 지지력으로 파이프 무게가 피팅에 걸리지 않습니다.
마지막 점검이 대부분의 결과를 결정합니다. 업계 실패 검토에서는 초기 벨로우즈 실패가 제조상의 결함보다는 설치 및 취급(컨볼루션에 대한 너트 조임으로 인한 비틀림, 과도한 확장 또는 피팅에 걸려 있는 파이프 무게)으로 인해 발생한다는 사실을 반복적으로 발견합니다. 산업용 파이프라인에서 금속 벨로우즈가 작동하지 않는 이유에 대한 기사에서는 메커니즘을 분석합니다.
가정용 가스 작업의 경우 커넥터 크기를 기기 부하에 맞춥니다. DN10 ~ DN25는 대부분의 주거용 커넥터에 적용됩니다. 긴 커넥터가 단단한 캐비닛을 통과하는 경우 휘슬 없는 설계는 일반 회선이 높은 인발에서 생성할 수 있는 흐름 소음을 억제합니다.
DN20 휘파람 없는 스테인리스강 가스 커넥터 이 304 스테인리스 스틸 커넥터는 0.25mm 벽과 휘파람 소리 없는 주름 디자인을 결합하여 좁은 캐비닛을 통해 장기간 공기 흐름 소음을 억제합니다. 1 1/8"-16UNF 플레어 너트와 하드 씰은 누출 없는 기기 연결을 지원합니다. 제품보기 → 금속 벨로우즈에 대해 자주 묻는 질문
Q1. 금속 벨로우즈는 어떤 용도로 사용되나요?
이는 배관 시스템의 열팽창, 진동 및 정렬 불량을 흡수하고 압력 게이지 및 온도 조절기의 감지 요소 역할도 합니다.
Q2. 금속 벨로우즈는 얼마나 오래 지속되나요?
인생은 단지 몇 년이 아니라 운동 주기로 평가됩니다. EJMA 주기 방법에 따라 크기가 조정되고 비틀림이나 과도한 확장 없이 설치되므로 일반적으로 시스템의 유지 관리 주기보다 오래 지속됩니다.
Q3. 금속 벨로우즈와 고무 벨로우즈 중 어느 것이 더 낫습니까?
금속은 온도, 압력 및 노화 방지 측면에서 승리합니다. 고무는 더 큰 움직임, 더 나은 감쇠 및 더 낮은 비용을 제공합니다. 소재를 매체, 온도, 움직임에 맞춰보세요.
Q4. 금속 벨로우즈는 어떤 압력을 견딜 수 있습니까?
직경, 벽 두께, 플라이 수 및 컨볼루션 프로파일에 따라 달라집니다. 소구경 스테인리스 커넥터는 저압 기기 용도로 사용되는 반면, 다겹 산업용 설계는 훨씬 더 높은 등급에 도달합니다. 항상 압력 등급을 확인하세요.
Q5. 가스 라인에 금속 벨로우즈를 사용할 수 있나요?
예. 골판지 스테인리스강 가스 커넥터는 레인지, 온수기 및 보일러의 표준입니다. 북미에서는 CSA 인증과 올바른 DN10–DN25 크기를 찾으세요.
Q6. 하나의 벨로우즈가 얼마나 많은 움직임을 흡수할 수 있습니까?
각 컨볼루션은 정격 압력에서 고정된 양의 축 이동에 기여하므로 움직임은 컨볼루션 수에 따라 확장되지만 더 많은 컨볼루션은 압력 용량을 감소시키므로 크기 조정은 두 가지의 균형을 맞춥니다.
