Un supervisore della manutenzione entra nel magazzino dell'impianto e chiede un soffietto per una linea di acqua calda. Il negozio offre quattro diverse costruzioni, quattro prezzi diversi e quattro modi diversi in cui la parte può guastarsi. Quale è corretto? La risposta decide se il legame dura due o venti anni.
Nelle tubazioni del gas, negli impianti idraulici, nei sistemi HVAC e nelle linee di processo industriale, un soffietto non è un prodotto ma una famiglia di elementi flessibili raggruppati per metodo di produzione e attività. I quattro principali tipi metallici vengono formati, saldati sui bordi, lavorati e depositati. I soffietti sagomati coprono la maggior parte dei collegamenti gas e acqua; i soffietti saldati sui bordi svolgono compiti di precisione e ad alto numero di cicli; i soffietti lavorati sopportano pressioni estreme; e il soffietto depositato si adattano alla strumentazione compatta. Questa guida spiega ciascun tipo, confronta i compromessi nel mondo reale e definisce un processo di selezione che è possibile utilizzare prima di ordinare.
Cos'è un soffietto e come funziona?
Un soffietto è un elemento tubolare flessibile e ondulato che assorbe il movimento assiale, il movimento laterale, la rotazione angolare o una combinazione di tutti e tre mantenendo il fluido o il gas contenuti. Quando il tubo si muove, le spire si aprono e si chiudono elasticamente invece di trasferire lo stress alla parete del tubo, a una pompa, a una valvola o a una staffa di supporto.
Prima di confrontare i tipi, è utile conoscere i quattro termini che compaiono su ogni scheda tecnica dei soffietti: convoluzione, passo, spessore della parete e raccordo finale. Il diagramma isometrico seguente mostra queste parti su un tipico soffietto metallico.
Il processo di produzione decide quanto movimento un soffietto può assorbire, quanti cicli può sopravvivere e quale pressione può contenere. Gli acquirenti dovrebbero quindi confrontare prima i soffietti in base al tipo di produzione e poi in base al prezzo.
I quattro tipi principali di soffietti in base al metodo di produzione
La classificazione più comune dei soffietti metallici deriva dal modo in cui vengono prodotte le ondulazioni: formate, saldate sui bordi, lavorate o depositate.
Soffietti formati (idroformati).
I soffietti formati vengono realizzati posizionando un tubo saldato o senza saldatura all'interno di uno stampo e applicando una pressione idraulica interna in modo che il tubo si espanda in convoluzioni. Le versioni multistrato comprimono due o tre strati sottili insieme per una pressione nominale più elevata mantenendo bassa la rigidità della molla. Il processo è economico per i lotti di produzione, quindi i soffietti formati dominano i connettori del gas, le linee idriche flessibili e i giunti di dilatazione delle tubazioni. Offrono un ampio movimento, una capacità di pressione da moderata a buona e una lunga esperienza negli acciai inossidabili di qualità 304 e 316L.
Soffietto (diaframma) con bordo saldato
I soffietti con bordi saldati sono assemblati da sottili diaframmi anulari saldati alternativamente sui diametri interno ed esterno. I cordoni di saldatura sovrapposti producono una bassa rigidità della molla e un'elevata sensibilità alle piccole variazioni di pressione, il che rende questo tipo la prima scelta per tenute meccaniche, attuatori di sensori e valvole per vuoto. Il costo è più elevato perché la saldatura richiede molta manodopera, ma la durata del ciclo è generalmente eccellente.
Soffietto lavorato
I soffietti lavorati vengono tagliati da una barra o da un tubo pieno su un tornio CNC. Poiché le pareti rimangono parte di un unico pezzo solido, questa costruzione raggiunge la massima pressione nominale tra i quattro tipi. Il movimento è piccolo, il peso è elevato e il prezzo è il più alto del gruppo. I soffietti lavorati compaiono nei sistemi idraulici aerospaziali e nella strumentazione ad alta pressione dove il margine di sicurezza conta più del costo unitario.
Soffietti depositati (elettroformati).
I soffietti depositati vengono prodotti mediante elettroformatura: il nichel viene placcato su un mandrino di alluminio dissolvibile fino a uno spessore di parete controllato, quindi il mandrino viene quindi rimosso chimicamente. Il processo crea soffietti molto piccoli e precisi con pareti uniformi, adatti a sensori miniaturizzati, dispositivi medici e spazi ristretti degli strumenti. Sono meno robusti delle parti formate e raramente appaiono con un diametro superiore a pochi pollici.
Tipi di soffietti per applicazione nelle linee di gas, acqua e riscaldamento
Per la maggior parte delle tubazioni di impianti ed edifici, è l'azienda a decidere il tipo di soffietto. Le tre applicazioni più comuni sono giunti di dilatazione e compensatori, connettori flessibili del gas e linee flessibili dell'acqua o idrauliche.
Giunti di Dilatazione e Compensatori
Le tubazioni lunghe si espandono e si contraggono con la temperatura. Un giunto di dilatazione metallico assorbe tale movimento in punti definiti e protegge pompe, valvole e ancoraggi da una spinta eccessiva. I soffietti formati dominano questa applicazione perché accettano la corsa assiale, lo spostamento laterale e la rotazione angolare in un unico elemento. Per vapore, olio caldo e tubazioni di processo, a giunto di dilatazione ondulato compensatore metallico flessibile è il pacchetto standard, solitamente fornito con attacchi flangiati o a saldare. Controllare la valutazione del movimento in millimetri e la durata del ciclo nominale prima di scegliere il numero di convoluzioni.
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Gli apparecchi a gas come fornelli, riscaldatori e forni si basano su connettori flessibili corti che rimangono a tenuta assorbendo vibrazioni e piccoli disallineamenti. I soffietti formati in acciaio inossidabile sono la soluzione accettata in tutto il mondo. A Raccordo gas in acciaio inox certificato CSA deve riportare il marchio di certificazione, il tipo di gas e il diametro nominale. Le dimensioni nella maggior parte dei cataloghi vanno da DN10 a DN25 e una treccia esterna in acciaio inossidabile o un rivestimento in PVC protegge il nucleo ondulato. Le ragioni perché i soffietti in acciaio inossidabile sono preferiti per i gasdotti si riducono alla resistenza alla corrosione e alla resistenza allo scoppio, che battono entrambi la gomma nel servizio del gas.
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Le tubazioni flessibili dell'acqua utilizzano una struttura a soffietto: un rivestimento polimerico all'interno di un guscio ondulato o intrecciato, chiuso da un dado in ottone, nylon o acciaio inossidabile. Il rivestimento controlla la durata. An Rivestimento dell'acqua per tubi idraulici in EPDM resiste al cloro e si adatta ai circuiti dell'acqua potabile e del riscaldamento, mentre i rivestimenti in PE e PVC svolgono altri compiti. Questi prodotti sono spesso chiamati rivestimenti idrici idraulici piuttosto che soffietti metallici, ma svolgono lo stesso lavoro: assorbono le vibrazioni e forniscono una connessione flessibile sicura e conforme alla normativa.
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Un confronto fianco a fianco tra metodo di produzione, materiali, costi e mansioni previste aiuta i team di approvvigionamento a restringere rapidamente le opzioni.
Il grafico relativo ai costi di produzione mostra un chiaro compromesso di acquisto. I soffietti formati sono di gran lunga i più economici su larga scala, motivo per cui la maggior parte dei prodotti per gas e acqua sul mercato utilizzano il metodo formato. I soffietti lavorati costano di più per unità e sono giustificati solo quando i requisiti di pressione non lasciano alternative.
| Tipo a soffietto | Produzione | Materiali tipici | Costo relativo | Più adatto per |
|---|---|---|---|---|
| Formato / hydroformed | Dilatazione idraulica di un tubo | Acciaio inossidabile 304, 316L | Basso | Raccordi gas, giunti di dilatazione, linee acqua |
| Bordo saldato | Membrane stampate saldate | Acciaio inossidabile 316L, Inconel | Medio | Tenute meccaniche, sensori, valvole per vuoto |
| Lavorato | Lavorazione CNC da tubo pieno | Inossidabili, leghe di titanio | Alto | Sistemi idraulici a pressione estrema |
| Depositato / electroformed | Elettroformatura su mandrino | Nichel, leghe di nichel | Medio-high | Strumenti in miniatura e dispositivi medici |
La tabella radar qui sotto mette a confronto le due scelte più comuni, soffietti formati e con bordi saldati, su sei assi di prestazione.
I soffietti formati vincono in termini di capacità di pressione e convenienza, mentre i soffietti con bordi saldati vincono in termini di flessibilità e durata. La resistenza alla temperatura è molto simile, poiché entrambi i tipi sono realizzati con gradi inossidabili che tollerano la maggior parte dei substrati vegetali.
Come scegliere il giusto tipo di soffietto
La selezione è un processo in quattro fasi e l'ordine dei passaggi è importante.
- Definire pressione e temperatura. Includere condizioni di sovratensione e guasto, non solo i normali valori operativi.
- Definire il movimento e il ciclo di vita. Il servizio assiale, laterale e angolare richiede diversi conteggi e configurazioni di convoluzione.
- Controlla la certificazione. Il servizio gas richiede marchi come CSA; le applicazioni a pressione possono richiedere la conformità ASME o EN. Conferma lo standard con cui è timbrato il prodotto.
- Confronta il costo totale di installazione. Un connettore sagomato a basso costo è la risposta giusta per una linea del gas a basso ciclo, mentre un soffietto lavorato è giustificato in un circuito idraulico dove un guasto ferma l'intero impianto.
Considera anche il fluido. Acqua clorata, gas acido e vapore ad alta temperatura limitano ciascuno la scelta del materiale. Tra gomma e metallo, i confronti pratici tra acciaio inossidabile e soffietti in gomma di solito finiscono sull'acciaio inossidabile dove la durabilità, la temperatura e la sicurezza antincendio sono decisivi, mentre la gomma rimane competitiva nei lavori a bassa pressione e a basso costo. Gli acquirenti possono anche sfogliare il file gamma completa di prodotti per soffietti e connettori per confrontare le opzioni certificate prima di inviare una richiesta.
Domande frequenti sui tipi di soffietti
Q1. Cos'è un soffietto?
Un soffietto è un componente ondulato flessibile che assorbe il movimento, le vibrazioni e l'espansione termica nelle tubazioni mantenendo al contempo contenuti fluidi o gas. Di solito è realizzato in acciaio inossidabile o polimeri ingegnerizzati.
Q2. Quali sono le principali tipologie di soffietto?
I quattro principali tipi di soffietti metallici sono formati (idroformati), saldati sui bordi, lavorati a macchina e depositati (elettroformati). I soffietti formati sono i più comuni nelle tubazioni del gas e dell'acqua.
Q3. Quanto durano i soffietti in acciaio inox?
Nel normale servizio di gas o acqua, i soffietti in acciaio inossidabile possono durare 20 anni o più. La durata effettiva dipende dai cicli di pressione, dalla temperatura operativa e dalla chimica dell'acqua.
Q4. I connettori gas flessibili in acciaio inox sono sicuri?
Sì, se certificato CSA o standard equivalenti. I connettori flessibili per gas in acciaio inossidabile offrono una resistenza alla corrosione e allo scoppio molto più elevata rispetto ai tubi in gomma.
Q5. Qual è la differenza tra soffietto formato e saldato?
I soffietti formati vengono espansi da un unico tubo, rendendoli economici con una grande capacità di movimento. I soffietti con bordi saldati utilizzano diaframmi saldati per una bassa rigidità della molla e un ciclo di vita elevato.
Q6. Come faccio a scegliere la dimensione e il livello di pressione corretti?
Far corrispondere la dimensione nominale al foro del tubo e scegliere una pressione nominale pari ad almeno 1,5 - 2 volte la pressione operativa massima. Controlla sempre la tabella pressione-temperatura del produttore.
