Quando un ingegnere di tubazioni chiede informazioni sui "tipi di soffietti di espansione", la vera domanda riguarda solitamente il movimento e gli ancoraggi. Un soffietto singolo assorbe il movimento assiale, un soffietto universale gestisce l'offset laterale, un soffietto incernierato e cardanico controlla la rotazione e un soffietto con pressione bilanciata annulla la spinta della pressione. Scegli la configurazione che corrisponde allo spostamento dominante e il resto del progetto (numero di convoluzioni, qualità del materiale, raccordi finali) andrà a posto.
Da più di vent’anni, Tecnologia dei soffietti Haoyin (Ningbo). ha prodotto soffietto in acciaio inox per impianti gas, acqua e riscaldamento. Da questa esperienza, cinque tipi di soffietti metallici coprono quasi tutti gli scenari comuni di tubazioni: singolo, universale, incernierato, con giunto cardanico e con pressione bilanciata. Esistono anche versioni in gomma e tessuto, ma i tipi di metallo dominano il lavoro di specifica industriale e commerciale.
Quali sono i principali tipi di soffietti di espansione?
Soffietto ad espansione singola
Un singolo soffietto di espansione è un set di convoluzione saldato tra due raccordi terminali. È il tipo più efficiente per la ripresa assiale: man mano che il tubo si riscalda e cresce, il soffietto si comprime; quando il sistema si raffredda, si ripristina. Poiché la spinta della pressione agisce sulla zona terminale, gli ancoraggi del tubo devono resistere a tale forza. Nelle tirature brevi, nei collegamenti delle pompe e nei condotti, i soffietti singoli sono compatti ed economici.
Soffietto Di Espansione Universaleeee
Un soffietto universale è dotato di due elementi a soffietto separati da un tubo intermedio. I due elementi dividono lo spostamento assiale totale e ne trasformano una parte in deflessione laterale. Ciò rende il soffietto universale il tipo preferito per tubazioni lunghe, dove il tubo deve assorbire la crescita termica lungo due assi. Molte unità universali includono tiranti per limitare la spinta della pressione assiale, quindi gli ancoraggi esterni sopportano meno carico rispetto a un singolo soffietto.
Soffietto di espansione incernierato e cardanico
I soffietti incernierati sono dotati di perni cerniera attraverso l'hardware terminale. Le cerniere consentono la rotazione angolare su un piano e consentono al tubo di cambiare direzione senza piegare le flange. I soffietti del giunto cardanico utilizzano due set di cerniere perpendicolari, quindi il gruppo ruota su qualsiasi piano mentre il movimento assiale è bloccato. Questi tipi vengono visualizzati in locali vincolati, tubazioni sul tetto e linee di processo in cui i punti di ancoraggio sono leggeri.
Tipi a pressione bilanciata, toroidale, in gomma e in tessuto
I soffietti a pressione bilanciata contengono un secondo elemento a soffietto più piccolo che produce una forza opposta. Ciò annulla la spinta di pressione, quindi la struttura esterna non necessita di un pesante ancoraggio principale. Sono utilizzati in sistemi a vapore, condensa e chimici. Soffietti toroidali, giunti in gomma e giunti in tessuto completano la famiglia: le unità toroidali sono adatte al servizio assiale a pressioni molto elevate, mentre le unità in gomma e tessuto isolano le vibrazioni nei condotti e nelle pompe a bassa pressione.
Confronto dei soffietti di espansione per movimento e spinta
La tabella seguente confronta la capacità normale di ciascun tipo di soffietto metallico. "Eccellente" significa che la configurazione è la scelta comune per quel movimento; “limitato” significa che può accogliere il movimento solo in piccole quantità; “nessuno” significa che strutturalmente non è destinato a quel movimento.
| Digitare | Assiale | Lateralee | Angolare | Controllo della spinta della pressione |
|---|---|---|---|---|
| Singolo | Eccellente | Limitato | Limitato | Nessuno (sono necessari ancoraggi) |
| Universal | Limitato | Eccellente | Bene | Nessuno (sono necessari ancoraggi) |
| Incernierato | Nessuno | Limitato | Bene (one plane) | Reagisce attraverso le cerniere |
| Giunto cardanico | Nessuno | Bene | Bene (multi-plane) | Reagisce attraverso il gimbal |
| Pressione bilanciata | Bene | Limitato | Limitato | Autobilanciato |
Il grafico a barre mostra perché vengono utilizzati i tipi universale e con giunto cardanico quando un tubo deve spostarsi lateralmente. La tabella radar aggiunge la dimensione della spinta di pressione e della facilità di installazione: i soffietti singoli sono semplici da installare ma necessitano di ancoraggi pesanti, mentre i soffietti a pressione bilanciata risolvono il problema dell'ancoraggio al costo di un assemblaggio più lungo.
Come scegliere il soffietto di espansione giusto
Utilizzare questa sequenza quando si specifica un soffietto per una nuova riga:
- Definire il movimento: assiale, laterale, angolare e combinato, compresi la crescita termica e il movimento sismico.
- Calcolare la spinta di pressione: la spinta è uguale alla pressione moltiplicata per l'area effettiva del soffietto; se gli ancoraggi non sono disponibili scegliere a pressione bilanciata o a tiranti universali.
- Verificare la lunghezza installata: i tipi universali e pressurizzati necessitano di più spazio; i tipi con giunto cardanico possono essere inseriti in pezzi di bobina più corti.
- Confermare il supporto e la temperatura: il tipo del materiale e il numero di strati devono corrispondere al fluido e alla temperatura operativa.
- Revisione della fatica: stimare il numero di cicli termici e confrontare la durata richiesta con la geometria della convoluzione del soffietto.
Un errore comune è selezionare un singolo soffietto e quindi aggiungere guide esterne per assorbire il movimento laterale. Ciò aumenta lo stress da flessione sul bordo della convoluzione e riduce la durata a fatica. La risposta corretta è passare a un tipo universale o riprogettare il layout di ancoraggio.
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Q1. A cosa serve un soffietto di espansione?
A1. Assorbe la dilatazione termica, le vibrazioni e il disallineamento dei tubi nei sistemi di tubazioni di gas, vapore, acqua, olio o prodotti chimici.
Q2. Qual è la differenza tra un soffietto e un giunto di dilatazione?
A2. Un soffietto è l'elemento flessibile plissettato; un giunto di dilatazione è l'assemblaggio completo di raccordi terminali, rivestimenti, tiranti o cerniere.
Q3. Quanto durano i soffietti in acciaio inox?
A3. La durata dipende dai cicli, dalla pressione, dalla temperatura e dai fluidi. Con cicli termici moderati, i soffietti in acciaio inossidabile di qualità spesso superano i 20 anni.
Q4. I soffietti di espansione metallici possono resistere alle alte temperature?
A4. Sì, a seconda del materiale. I gradi di acciaio inossidabile come 321 e 316L resistono a temperature elevate, ma la classificazione del soffietto e i finecorsa devono corrispondere alle condizioni operative.
Q5. Come scelgo tra soffietto ad espansione singolo e universale?
A5. Utilizzo singolo per movimenti assiali con ancoraggi robusti; utilizzare universale per offset laterale, disallineamento parallelo o quando il tubo cresce in due direzioni.
Q6. Cosa causa il cedimento dei soffietti metallici?
A6. Le cause più comuni sono movimenti laterali non pianificati, guide dei tubi mancanti, colpi d'ariete, vibrazioni, corrosione e guasti agli ancoraggi.
