Tính linh hoạt của ống: Một tính toán phức tạp

Xin lưu ý: Để in bản tin này về tính linh hoạt của ống, hãy nhấp vào ở đây.

Các khối lắp ghép chuyển môi trường ăn mòn ở nhiều nhiệt độ khác nhau, từ nhiệt độ đông lạnh rất thấp đến nhiệt độ cao tới 1500 ° F, thường xuyên chịu áp lực và thường chịu một số dạng chuyển động — có thể là uốn, rung hoặc mỏi — cần có ống kim loại. Đơn giản là không có vật liệu nào khác phù hợp cho các ứng dụng như vậy.

Khả năng uốn cong của ống kim loại theo chuyển động tĩnh hoặc động mà không bị biến dạng là một trong những đặc điểm chính của nó. Đây cũng là điều khó hiểu nhất vì số lượng đầu vào cuối cùng xác định cách một ống mềm uốn cong.

Bối cảnh trong đó tính linh hoạt được thảo luận có thể gây ra sự nhầm lẫn thêm. Chúng ta có thể nói về việc một cái ống có thể dễ uốn cong như thế nào, nó có thể bị uốn cong sâu như thế nào, hoặc thậm chí nó có thể đi bao nhiêu vòng ở một áp suất nhất định.

Không có gì ngạc nhiên khi những lời giải thích về tính linh hoạt của ống dễ bị đơn giản hóa quá mức. Trong bản tin này, khi chúng ta thảo luận về tính linh hoạt, chúng ta đang đề cập đến mức độ lớn hay nhỏ của một ống mềm có thể được uốn cong cũng như mức độ dễ dàng uốn cong của ống mềm đó.

Vai trò bị bỏ qua của hình học ống đối với tính linh hoạt

Có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng quá trình hình thành nếp gấp (tức là cơ khí, định dạng thủy lực, v.v.) xác định mức độ linh hoạt của ống mềm. Nhưng điều đó quá dễ dàng. Thay vào đó, chính hình dạng của ống sẽ quyết định mức độ linh hoạt của nó.

Trong khi quá trình tạo nếp gấp ảnh hưởng đến độ dày của thành ống - và sự thay đổi về độ dày của thành là kết quả của tất cả các quá trình tạo hình - điều quan trọng là phải nhấn mạnh rằng bản thân quá trình tạo hình không quyết định tính linh hoạt của ống.

Khi chúng tôi nói hình học ống, chúng tôi đang đề cập đến các đặc điểm sau:

• Đường kính trong (ID). ID là khoảng cách giữa các điểm đối diện bên trong ống.
• Đường kính ngoài (OD). OD là khoảng cách giữa các điểm đối diện bên ngoài ống mềm.
• Độ dày của tường. Độ dày kim loại cơ bản đóng một vai trò trong độ dày cuối cùng của thành ống.
• Chiều rộng ăn mòn. Đây là chiều rộng của một lần gấp nếp riêng lẻ.
• Số lượng tố tụng. Còn được gọi là cao độ, đây là khoảng cách từ lần gấp nếp này đến lần gấp nếp tiếp theo hoặc số lần gấp nếp trên mỗi foot.

Trong video dưới đây, Giám đốc Chất lượng và Kỹ thuật của Penflex Janet Ellison thảo luận về các đặc điểm được mô tả ở trên.

Các đặc điểm bổ sung cần xem xét trong các cụm ống mềm

Khi xem xét các cụm ống bện, thiết kế bện là một biến số bổ sung. Khi chúng tôi nói thiết kế bím tóc, chúng tôi đang đề cập đến cấu tạo của nó bao gồm các đặc tính sau.

• Số lượng dải dây hoặc số lượng sóng mang
• Số lượng dây trên mỗi băng tần
• Đường kính của dây
• Góc của bím tóc từ trục dọc

Lựa chọn vật liệu: Phần cơ tính đóng vai trò

Những thay đổi về đặc tính cơ học của dải hoặc dây được sử dụng để làm ống bện ảnh hưởng đến lực cần thiết để uốn ống và do đó ảnh hưởng đến tính linh hoạt của nó. Khi chúng ta nói về các đặc tính cơ học này, chúng ta đang đề cập đến:

• Sức căng. Khả năng chống lại lực căng, hoặc các lực kéo dài ống.
• Nhiệt độ. Được phân phối mặc dù đã qua xử lý nhiệt, tính khí đề cập đến độ dẻo dai của ống mềm, hoặc khả năng hấp thụ năng lượng của nó mà không bị đứt gãy.
• Độ giãn dài. Số lượng căng thẳng mà một ống mềm có thể gặp phải trước khi hỏng.

Độ bền kéo, độ bền và độ giãn dài tăng lên làm tăng lực cần thiết để uốn ống, do đó làm giảm tính linh hoạt.

Ví dụ, vật liệu có độ bền cao, niken cao như Inconel 625 ™ đòi hỏi nhiều lực để uốn hơn thép không gỉ. Mặt khác, Monel 400 ™ có độ bền kéo thấp hơn và cần ít lực để uốn cong hơn Thép không gỉ 321 hoặc 316L.

Khi chỉ xem xét tính linh hoạt từ góc độ này, chúng ta có thể nói rằng ống Monel 400 ™ có khả năng linh hoạt nhất, tiếp theo là ống Thép không gỉ 321 hoặc 316L và cuối cùng là ống Inconel 625 ™.

Tính linh hoạt của ống: Một phép tính phức tạp

Tất cả các thuộc tính được liệt kê ở trên đóng một vai trò trong tính linh hoạt của ống mềm hoặc cụm ống bện và mỗi thuộc tính được xem xét riêng lẻ cũng như chung khi thiết kế giải pháp phù hợp cho một ứng dụng cụ thể.

Ví dụ, nếu tất cả những thứ khác vẫn giữ nguyên, việc tăng độ dày của tường sẽ làm giảm tính linh hoạt. Ngoài ra, giảm độ dày của tường sẽ tăng tính linh hoạt.

Tuy nhiên, việc tăng độ dày thành có thể được bù đắp bằng cách tăng số lượng gấp nếp, hoặc tăng OD — hoặc cả hai — để giữ được tính linh hoạt. Tất nhiên, tất cả các đặc điểm này bị giới hạn bởi phạm vi mà các thay đổi có thể xảy ra.

Nếu muốn uốn nếp rộng hơn để giảm hàm lượng kim loại và do đó giá thành của ống mềm, thì một ống mềm có thành mỏng hơn có thể được sử dụng để giữ được tính linh hoạt và giảm thêm trọng lượng trên mỗi foot. Tuy nhiên, những thay đổi này làm giảm áp suất nổ và ống mềm sẽ hỏng sớm hơn ống nặng hơn khi chịu sự xâm nhập dự đoán của phương tiện truyền thông.

Điểm quan trọng cần ghi nhớ là thiết kế của một ống bện luôn là vấn đề tối ưu hóa và các tác động tăng hoặc giảm một trong các đặc điểm trên có thể được bù đắp bởi những thay đổi khác đối với thiết kế để đạt được mục tiêu đặt ra cho một ống cụ thể .

Để tìm hiểu thêm về tác động của các điều kiện hoạt động như bán kính uốn cong và áp suất bên trong lên tính linh hoạt, hãy xem Bản tin Kỹ thuật #140 về chủ đề.

Đối với bất kỳ câu hỏi nào liên quan đến tính linh hoạt của ống kim loại, vui lòng liên hệ chúng tôi.

Để in, vui lòng nhấp vào ở đây.