Nei sistemi di trasporto del gas, la sicurezza, le prestazioni di tenuta e la stabilità delle tubazioni sono direttamente correlate al normale funzionamento del sistema e alla sicurezza del personale. Che si tratti di gas industriali (come ossigeno, azoto, idrogeno), gas combustibili (gas naturale, gas di petrolio liquefatto) o gas speciali (come gas corrosivi, gas ad elevata purezza), i requisiti per le condotte di trasmissione sono estremamente severi. I soffietti in acciaio inossidabile, con i loro vantaggi materiali e strutturali unici, possono risolvere efficacemente problemi quali perdite, corrosione e impatto delle vibrazioni affrontati dalle tubazioni tradizionali nella trasmissione del gas, rendendoli la scelta ideale per i sistemi del gas. Di seguito vengono elaborate soluzioni specifiche da più dimensioni.​
Corrispondenza precisa dei vantaggi prestazionali principali con i requisiti del sistema del gas
I requisiti principali dei sistemi di gas per tubazioni sono l'assoluta tenuta, la resistenza alla corrosione del gas, la resistenza alle vibrazioni e agli urti, l'adattabilità alle fluttuazioni di pressione e il controllo della pulizia. Le caratteristiche dell'acciaio inossidabile di seguito riportate possono soddisfare perfettamente questi requisiti:​
Prestazioni di tenuta estreme: adottando materiali in acciaio inossidabile 304, 316 e altri materiali integrali, i soffietti e le estremità di collegamento (come filettature, flange) raggiungono una stretta cooperazione attraverso lavorazioni meccaniche di precisione, che possono realizzare una tenuta dura metallo-metallo o essere abbinati a guarnizioni speciali (come guarnizioni in rame, guarnizioni in PTFE) per garantire zero perdite di gas. Per i sistemi di gas ad alta pressione (con pressione di esercizio fino a 10 MPa o più), la sua affidabilità di tenuta è lontana da quella dei tubi di gomma o delle normali tubazioni metalliche e il tasso di perdita può essere controllato al di sotto di 1×10¹⁰ Pa·m³/s.​
Eccellente resistenza alla corrosione dei gas: l'acciaio inossidabile 304 può resistere all'erosione a lungo termine da parte di gas secchi (come ossigeno, azoto) e gas combustibili non corrosivi; L'acciaio inossidabile 316, grazie al suo contenuto di molibdeno, può resistere alla corrosione di gas combustibili contenenti zolfo, gas di cloro, acido fluoridrico e altri gas corrosivi, evitando la formazione di fori o la perdita di impurità sulla parete interna della tubazione causata dall'erosione, garantendo così la purezza della trasmissione del gas.​
Resistenza alle vibrazioni e alle fluttuazioni di pressione: la struttura ondulata anulare del soffietto ha una buona elasticità, che può assorbire le vibrazioni e gli impulsi di pressione generati dal funzionamento del compressore e dall'apertura/chiusura della valvola nel sistema del gas, ridurre la concentrazione di stress sulle interfacce della tubazione e ridurre il rischio di perdite allentate causate da connessioni rigide. È particolarmente adatto per collegare parti tra compressori di gas, serbatoi di stoccaggio e tubazioni.​
Adattabilità alla pulizia: dopo la lucidatura elettrolitica della parete interna, la ruvidità superficiale Ra può essere pari o inferiore a 0,8 μm, il che non assorbe facilmente impurità o umidità nel gas e nessuna particella cade. Soddisfa i requisiti di trasmissione dei gas ad elevata purezza (come l'azoto ad elevatissima purezza utilizzato nell'industria elettronica, gas speciali utilizzati nella produzione di semiconduttori) ed evita che l'inquinamento da gas incida sulla qualità della produzione.​
Ampia adattabilità a temperatura e pressione: può funzionare stabilmente nell'intervallo di temperature da -200 ℃ a 450 ℃, adattandosi alla trasmissione di vaporizzazione di gas liquefatti a bassa temperatura (come azoto liquido, ossigeno liquido) e sistemi di gas ad alta temperatura; la pressione di esercizio va dal vuoto a 30 MPa, il che non solo può soddisfare le esigenze dei gasdotti di combustibile a bassa pressione (inferiore a 0,1 MPa), ma può anche essere utilizzato nei sistemi di trasmissione del gas industriale ad alta pressione.​
Scenari applicativi tipici​
I soffietti in acciaio inox possono risolvere in modo specifico i problemi di trasmissione in diversi tipi di impianti a gas:​
Sistemi di trasporto del gas industriale​
Utilizzato per il collegamento di tubazioni di gas inerti come ossigeno, azoto e argon, in particolare nelle officine di saldatura e nei campi di lavorazione dei metalli. La resistenza alle vibrazioni dei soffietti può ridurre il rischio di perdite nel collegamento tra bombole di ossigeno e tubazioni.​
Nei sistemi di trasmissione dell'idrogeno, il materiale in acciaio inossidabile 316 può evitare l'infragilimento da idrogeno e, con una speciale struttura di tenuta, può prevenire i rischi di esplosione causati da perdite di idrogeno.​
Per la trasmissione di gas industriali corrosivi (come gas di cloro, anidride solforosa), i soffietti in acciaio inossidabile 316L sono selezionati per resistere alla corrosione della tubazione da parte dei gas e garantire il funzionamento sicuro a lungo termine del sistema.​
Sistemi di fornitura di gas​
Per il collegamento di tubazioni interne ed esterne di gas naturale urbano e gas di petrolio liquefatto, vengono utilizzati soffietti tra contatori del gas, valvole e condutture principali. La loro compensazione flessibile può ridurre le perdite di interfaccia causate dallo spostamento della tubazione a causa dell'assestamento dell'edificio o dei cambiamenti di temperatura.​
Per le diramazioni del gas nelle cucine commerciali e nei forni industriali, la resistenza alla temperatura dei soffietti può adattarsi all'ambiente ad alta temperatura vicino alle stufe e le loro prestazioni anti-invecchiamento evitano crepe e perdite dei tubi di gomma dovute all'uso a lungo termine.​
Sistemi per gas speciali e gas ad elevata purezza​
Per la trasmissione di gas ad elevata purezza (come ammoniaca ad altissima purezza, silano) nei settori dei semiconduttori e del fotovoltaico, i soffietti con pareti interne lucidate elettroliticamente possono ridurre l'inquinamento da contatto tra gas e tubazioni, garantendo la purezza del gas (raggiungendo il 99,9999% o più);​
Per i gasdotti da laboratorio (come gas vettore per gascromatografi, gas speciali per analisi spettrali), il basso adsorbimento dei soffietti garantisce la stabilità dei componenti del gas e migliora l'accuratezza dei dati sperimentali.​
Collegamento delle apparecchiature per lo stoccaggio e il trattamento del gas
Per il collegamento tra serbatoi di stoccaggio del gas, bombole e vaporizzatori, valvole di riduzione della pressione, i soffietti possono assorbire le vibrazioni durante il funzionamento dell'apparecchiatura e proteggere le prestazioni di tenuta delle interfacce delle valvole;​
Per il collegamento tra il tubo di uscita del liquido dei serbatoi di stoccaggio di gas a bassa temperatura (come azoto liquido, argon liquido) e vaporizzatori, i soffietti possono adattarsi alle variazioni di temperatura dalla bassa temperatura alla temperatura normale, evitando crepe nelle tubazioni dovute all'espansione e contrazione termica.
Punti chiave di selezione e specifiche di installazione
1. Selezione scientifica​
Selezione del materiale: determinare il materiale in base alle proprietà del gas: l'acciaio inossidabile 304 è selezionato per gas inerti e gas combustibili; L'acciaio inossidabile 316/316L è selezionato per gas corrosivi e gas combustibili in ambienti con acqua di mare; Per i sistemi di gas ad elevata purezza è necessario acciaio inossidabile a basso tenore di carbonio (come 316L) con pareti interne lucidate elettroliticamente.​
Calibro e pressione nominale: selezionare i calibri DN6-DN200 in base al flusso di gas. La pressione di esercizio deve corrispondere alla pressione di progettazione del sistema (ad esempio, per i sistemi a gas viene solitamente selezionata una valutazione di 1,6 MPa e per i gas industriali ad alta pressione viene selezionata una valutazione di 6,4 MPa o superiore).​
Metodo di connessione: la connessione filettata (con sigillante specifico per il gas) è comunemente utilizzata negli impianti a gas; il collegamento a flangia (con guarnizione O-ring) è utilizzato soprattutto negli impianti gas industriali; I giunti con tenuta frontale VCR sono selezionati per sistemi di gas ad elevata purezza per garantire zero perdite e pulizia.​
Lunghezza e importo di compensazione: determinare la lunghezza in base ai requisiti di spostamento della tubazione e riservare un margine di compensazione assiale o laterale (solitamente l'importo di compensazione non supera il 10% della lunghezza effettiva del soffietto) per evitare di compromettere la tenuta a causa di allungamento o compressione eccessivi.​
2. Specifiche di installazione
Divieto d'incendio e trattamento di pulizia: prima di installare l'impianto gas, assicurarsi che non siano presenti impurità nella tubazione per evitare scintille durante l'installazione; prima di installare l'impianto del gas ad elevata purezza, pulire la parete interna del soffietto con etanolo assoluto per rimuovere macchie e particelle di olio.​
Piegatura e fissaggio: durante l'installazione, il raggio di curvatura non deve essere inferiore al valore specificato dal prodotto (solitamente 5-8 volte il diametro del tubo) ed è vietata la torsione forzata; staffe fisse vengono posizionate ogni 1,5-2 metri nella sezione diritta e staffe di guida vengono aggiunte ad entrambe le estremità della sezione di curvatura per evitare deformazioni causate dal peso proprio della tubazione.​
Protezione della superficie di tenuta: prima del collegamento, controllare la planarità delle facce della flangia e delle interfacce filettate e rimuovere sbavature e graffi; applicare un sigillante specifico per il gas corrispondente al gas durante il collegamento filettato (come nastro sigillante in PTFE per gas) e selezionare guarnizioni compatibili con il gas per il collegamento a flangia (come guarnizioni in gomma resistente all'olio per gas, guarnizioni in PTFE per gas corrosivi).​
Rilevamento delle perdite: dopo l'installazione è necessario eseguire il test delle perdite: viene applicata acqua saponata alle interfacce per il rilevamento delle bolle nei sistemi a gas; gli spettrometri di massa dell'elio vengono utilizzati nei sistemi di gas industriali e di gas ad elevata purezza per garantire che il tasso di perdita soddisfi i requisiti del sistema (come il tasso di perdita dei sistemi di gas ad elevata purezza ≤1×10⁻¹¹ Pa·m³/s).​
Vantaggi dell'applicazione
Migliora la sicurezza del sistema: rispetto ai tradizionali tubi in acciaio zincato o ai tubi in gomma, il rischio di perdite dei soffietti in acciaio inossidabile è ridotto di oltre il 95%, soprattutto negli impianti a gas con gas infiammabili ed esplosivi come gas combustibile e idrogeno, che possono ridurre significativamente potenziali incidenti di sicurezza.​
Prolungare la durata: i materiali in acciaio inossidabile sono anti-invecchiamento e resistenti alla corrosione, con una durata di oltre 20 anni, di gran lunga superiore a quella dei tubi in gomma (1-3 anni) e dei normali tubi in acciaio (8-10 anni), riducendo la frequenza di sostituzione e i costi di manutenzione.​
Garantire la purezza e la qualità del gas: nei sistemi di gas ad elevata purezza, può evitare la rottamazione del prodotto causata dall'inquinamento delle tubazioni (come difetti nei chip semiconduttori causati da gas impuri) e ridurre le perdite di produzione.​
Adattamento a condizioni di lavoro complesse: la capacità di compensazione flessibile risolve l'impatto degli assestamenti degli edifici, delle vibrazioni delle apparecchiature e dei cambiamenti di temperatura sulle tubazioni, riduce la manutenzione per l'arresto causato da danni alle tubazioni e migliora la stabilità del funzionamento del sistema.​
Sommario​
Attraverso l'adattamento dei materiali, l'ottimizzazione strutturale e la lavorazione di precisione, i soffietti in acciaio inossidabile raggiungono prestazioni complete di "tenuta sicura, resistenza alla corrosione, durata e trasmissione pulita" nei sistemi di gas. Che si tratti di gas industriali convenzionali, gas combustibili civili o sistemi di gas speciali ad alta richiesta, possono fornire soluzioni di trasmissione affidabili, fornendo una solida garanzia per il funzionamento sicuro e stabile dei sistemi di gas.