ベローズの種類の説明: 配管システム用の成形、溶接、機械加工など

メンテナンス監督者がプラント倉庫に入り、温水ライン用のふいごを求めます。このストアでは、4 つの異なる構造、4 つの異なる価格、および部品が故障する可能性のある 4 つの異なる方法を提供しています。どちらが正しいでしょうか?その答えによって、接続が 2 年続くか 20 年続くかが決まります。

ガス配管、配管、HVAC、および産業プロセス ラインでは、ベローズは 1 つの製品ではなく、製造方法と用途によってグループ化された柔軟な要素のファミリーです。 4 つの主要な金属タイプは、成形、エッジ溶接、機械加工、および蒸着です。形成されたベローズは、ほとんどのガスと水道の接続をカバーします。エッジ溶接ベローズは高精度と高サイクルの役割を果たします。機械加工されたベローズは極度の圧力に対応します。蒸着ベローズはコンパクトな計器に適しています。このガイドでは、各タイプについて説明し、実際のトレードオフを比較し、注文前に使用できる選択プロセスを示します。

ベローズとは何ですか?またどのように機能しますか?

ベローズは、流体または気体を封じ込めたまま、軸方向の動き、横方向の動き、角度回転、または 3 つすべての組み合わせを吸収する、柔軟な波形の管状要素です。パイプが動くと、パイプの壁、ポンプ、バルブ、または支持ブラケットに応力を伝達するのではなく、渦巻きが弾性的に開閉します。

タイプを比較する前に、すべてのベローズ データシートに記載されている 4 つの用語 (畳み込み、ピッチ、肉厚、エンド フィッティング) を理解しておくと役立ちます。以下の等角図は、典型的な金属ベローズ上のこれらの部品を示しています。

ベローズがどのくらいの動きを吸収できるか、何回のサイクルに耐えられるか、どの程度の圧力に耐えられるかは、製造プロセスによって決まります。したがって、購入者は、まず製造タイプごとにベローズを比較し、次に価格ごとに比較する必要があります。

ベローズの製法別の主な4種類

金属ベローズの最も一般的な分類は、波形の製造方法 (成形、エッジ溶接、機械加工、または蒸着) によって決まります。

成形（ハイドロフォーム）ベローズ

成形ベローズは、溶接または継ぎ目のないチューブを金型内に配置し、内部に油圧を加えてチューブが渦巻き状に膨張することによって作られます。多層バージョンでは、2 つまたは 3 つの薄い層を一緒にプレスして、バネ定数を低く保ちながら、より高い圧力定格を実現します。このプロセスは生産バッチにとって経済的であるため、成形ベローズはガスコネクター、柔軟な水道管、パイプラインの伸縮継手で大部分を占めています。大きな動き、中程度から良好な圧力容量、ステンレス鋼グレード 304 および 316L での長い実績を提供します。

端部溶接（ダイヤフラム）ベローズ

エッジ溶接ベローズは、内径と外径で交互に溶接された薄い環状ダイヤフラムから組み立てられます。積み重ねられた溶接シームにより、バネ定数が低く、小さな圧力変化に対する感度が高いため、このタイプはメカニカル シール、センサー アクチュエーター、真空バルブの最初の選択肢となります。溶接には労働集約的なためコストは高くなりますが、通常、サイクル寿命は優れています。

削り出しベローズ

機械加工されたベローズは、CNC 旋盤で固体の棒またはチューブから切り出されます。壁が 1 つの固体部分の一部のままであるため、この構造は 4 つのタイプの中で最も高い圧力定格を達成します。動きは小さく、重量は高く、価格はグループの中で最も高いです。機械加工されたベローズは、単価よりも安全マージンが重要となる航空宇宙用油圧システムや高圧計装に使用されます。

蒸着（電鋳）ベローズ

堆積ベローズは電鋳によって製造されます。ニッケルは溶解可能なアルミニウムのマンドレル上に制御された壁厚になるまでメッキされ、その後マンドレルは化学的に除去されます。このプロセスでは、小型センサー、医療機器、および狭い機器スペースに適した、均一な壁を備えた非常に小さく正確なベローズが作成されます。成形部品ほど凹凸がなく、直径が数インチを超えることはほとんどありません。

ガス、水道、暖房ラインの用途別ベローズの種類

ほとんどのプラントや建物の配管では、業務に応じてベローズのタイプが決まります。最も一般的な 3 つの用途は、伸縮継手と補償器、フレキシブルガスコネクタ、およびフレキシブル水道または配管ラインです。

拡張継手とコンペンセータ

長いパイプラインは温度によって伸縮します。金属製の伸縮継手は、定められた点でその動きを吸収し、ポンプ、バルブ、アンカーを過度の推力から保護します。成形ベローズは、1 つの要素で軸方向の移動、横方向の変位、および角回転を受け入れるため、この用途で主に使用されます。蒸気、高温油、プロセス配管の場合、 フレキシブルメタルコンペンセータ波形伸縮継手 は標準パッケージで、通常はフランジ付きまたは溶接端接続で提供されます。たたみ込みの数を選択する前に、ミリメートル単位の動作定格と定格サイクル寿命を確認してください。

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フレキシブルガスコネクタ

レンジ、ヒーター、炉などのガス機器は、振動やわずかな位置ずれを吸収しながら漏れを防止する短いフレキシブル コネクタに依存しています。成形ステンレス鋼ベローズは、世界中で受け入れられているソリューションです。あ CSA認定のステンレススチール製ガスコネクター 認証マーク、ガスの種類、呼び径が記載されている必要があります。ほとんどのカタログのサイズは DN10 から DN25 まであり、ステンレス鋼の外側編組または PVC コーティングが波形コアを保護します。理由 ステンレス鋼製ベローズがガスパイプラインに好まれる理由 結局のところ、耐食性と破裂強度はどちらもガスサービスでのゴムよりも優れています。

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水道および配管ライン

フレキシブルな水配管は、蛇腹状の構造を使用します。つまり、波形または編組シェルの内側にポリマーライナーがあり、真鍮、ナイロン、またはステンレス鋼で作られたナットで閉じられています。ライナーは寿命を左右します。アン EPDM配管パイプウォーターライナー 耐塩素性があり、飲料水や暖房回路に適合し、PE および PVC ライナーがその他の役割を果たします。これらの製品は、金属ベローズではなく配管ウォーターライナーと呼ばれることがよくありますが、振動を吸収し、安全で規格に準拠した柔軟な接続を提供するという同じ役割を果たします。

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ベローズタイプの比較

製造方法、材料、コスト、および意図された任務を並べて比較することは、調達チームが選択肢を迅速に絞り込むのに役立ちます。

相対的な製造コストのグラフは、購入の明確なトレードオフを示しています。成形ベローズは大規模化した場合に断然最も経済的であるため、市場に出回っているほとんどのガスおよび水製品は成形ベローズを使用しています。機械加工されたベローズはユニットあたりのコストが最も高く、圧力要件に代替手段がない場合にのみ正当化されます。

以下のレーダー チャートは、成形ベローズとエッジ溶接ベローズの 2 つの最も一般的な選択肢を 6 つの性能軸で比較しています。

成形ベローズは圧力容量とコスト効率の点で優れており、エッジ溶接ベローズは柔軟性とサイクル寿命の点で優れています。どちらのタイプもほとんどの植物培地に耐えるステンレスグレードで作られているため、耐熱性はほぼ同じです。

適切なタイプのベローズを選択する方法

選択は 4 つのステップからなるプロセスであり、ステップの順序が重要です。

1. 圧力と温度を定義します。通常の動作値だけでなく、サージや障害の状態も含めます。
2. 動作とサイクル寿命を定義します。軸方向、横方向、角度のデューティには、異なる畳み込み数と構成が必要です。
3. 認証を確認します。ガスサービスには CSA などのマークが必要です。圧力用途には ASME または EN への準拠が必要な場合があります。製品にどのような規格で刻印されているかを確認してください。
4. 総設​​置コストを比較します。低サイクルのガスラインには低コストの成形コネクタが最適ですが、故障によりプラント全体が停止する油圧回路では機械加工されたベローズが正当化されます。

流体についても考慮してください。塩素水、酸性ガス、高温蒸気はそれぞれ、材料の選択を制限します。ゴムと金属の間で、ステンレス鋼とゴム製ベローズを実際に比較すると、通常、耐久性、温度、火災安全性が決定的なステンレス鋼に落ち着きますが、ゴムは低圧、低コストの用途で競争力を維持します。購入者は以下を閲覧することもできます ベローズおよびコネクタの全製品範囲 問い合わせを送信する前に認定オプションを比較するため。

ベローズの種類に関するよくある質問