Để đáp ứng điều kiện làm việc khắc nghiệt như nhiệt độ cao, rung động liên tục và môi trường khí nóng, khớp nối giãn nở vải thường được thiết kế với cấu trúc nhiều lớp và sử dụng các vật liệu chịu nhiệt chuyên dụng. Mỗi lớp vật liệu trong cấu trúc có một chức năng riêng như bảo vệ cơ học, cách nhiệt, chống rò rỉ khí và tăng độ bền cho sản phẩm.
Khớp nối giãn nở vải là gì?
Khớp nối giãn nở vải chịu nhiệt (Fabric Expansion Joint) là một thiết bị kỹ thuật được lắp đặt trong các hệ thống ống dẫn khí nóng hoặc hệ thống ống gió trong nhà máy công nghiệp. Thiết bị này có nhiệm vụ bù trừ sự giãn nở và co lại của đường ống khi nhiệt độ thay đổi trong quá trình vận hành, giúp giảm tải ứng suất lên đường ống và các kết cấu liên quan.
Khớp nối giãn nở vải được ứng dụng rộng rãi trong thiết kế và lắp đặt các hệ thống đường ống công nghiệp. Với cấu trúc linh hoạt, thiết bị có thể bù sai lệch trong quá trình lắp đặt cũng như hấp thụ nhiều dạng chuyển động khác nhau của đường ống, chẳng hạn như chuyển vị dọc trục, chuyển vị ngang hoặc các rung động phát sinh trong quá trình vận hành của hệ thống.
Nguyên lý làm việc của khớp nối vải trong hệ thống ống gió
Hệ thống ống gió hoặc đường ống dẫn khí nóng công nghiệp sẽ có nhiệt độ làm việc thường thay đổi liên tục, khiến đường ống kim loại xảy ra hiện tượng giãn nở và co lại. Nếu không có giải pháp bù giãn nở phù hợp, sự thay đổi này tạo ra ứng suất lớn, gây rung động hoặc ảnh hưởng đến độ bền của toàn bộ hệ thống.
Khớp nối vải chịu nhiệt được thiết kế để giải quyết vấn đề này nhờ cấu trúc linh hoạt của các lớp vật liệu chịu nhiệt. Khi hệ thống vận hành, khớp nối vải có thể hấp thụ các chuyển vị và giúp giảm tải cho đường ống.
Cụ thể, khớp nối vải trong hệ thống ống gió có các chức năng chính:
- Bù giãn nở nhiệt của đường ống khi nhiệt độ tăng hoặc giảm.
- Hấp thụ chuyển vị của hệ thống theo nhiều hướng như dọc trục, ngang hoặc rung động phức tạp.
- Giảm ứng suất tại các vị trí kết nối như mặt bích và mối nối đường ống.
- Bù sai lệch nhỏ trong quá trình lắp đặt hệ thống ống gió.
- Giảm rung động từ thiết bị vận hành như quạt công nghiệp, blower hoặc các thiết bị quay.
Nhờ những đặc tính trên, khớp nối giãn nở vải được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống dẫn khí nóng, khí thải và ống gió tại nhiều nhà máy công nghiệp như nhiệt điện, xi măng, thép và hóa chất.
Cấu trúc và vật liệu của khớp nối giãn nở vải
Khớp nối giãn nở vải chịu nhiệt thường được thiết kế với nhiều lớp vật liệu khác nhau, mỗi lớp nhận một chức năng riêng có khả năng chịu nhiệt và độ bền trong quá trình hoạt động. Cấu trúc cơ bản thường bao gồm các thành phần sau:
Lớp phủ bảo vệ bên ngoài
Đây là lớp ngoài cùng của khớp nối, có nhiệm vụ bảo vệ toàn bộ cấu trúc bên trong khỏi tác động của môi trường như nhiệt độ, áp suất hoặc va chạm cơ học. Lớp này thường được phủ hoặc cán màng để hạn chế rò rỉ khí. Trong một số ứng dụng đặc biệt, lưới thép không gỉ hoặc đai thép có thể được bổ sung để tăng cường độ bền cao.
Lớp màng kín khí
Lớp này làm kín cho khớp nối, ngăn không cho khí hoặc hơi thoát ra ngoài. Thông thường lớp màng kín khí được đặt giữa các lớp vải hoặc tích hợp vào lớp phủ ngoài và có khả năng chống thấm, chịu được môi trường hóa chất hoặc khí ăn mòn.
Lớp vật liệu cách nhiệt
Vật liệu cách nhiệt được bố trí bên trong giảm tác động của nhiệt độ cao lên các lớp vật liệu khác. Lớp này giúp bảo vệ lớp màng kín khí và góp phần kéo dài tuổi thọ của khớp nối khi làm việc trong môi trường nhiệt độ cao.
Lớp vải chịu nhiệt
Đây là thành phần quan trọng tạo nên độ bền và tính linh hoạt cho khớp nối. Các loại vải chịu nhiệt thường được sử dụng bao gồm sợi thủy tinh, sợi gốm hoặc sợi silica, có khả năng chịu nhiệt cao, chống mài mòn và giúp khớp nối hoạt động ổn định trong điều kiện khắc nghiệt.
Các loại chất liệu vải chịu nhiệt cho khớp nối vải
| Chất liệu vải | Khối lượng riêng (g/m²) | Nhiệt độ làm việc (°C) |
| Silicone / Glass Fabric | 510 – 1080 | 550 |
| Silicone / High Silica Fabric | 800 – 1250 | 1000 |
| PTFE / Glass Fabric | 540 – 610 | 550 |
| Aluminum / Glass Fabric | 650 | 550 |
| Vermiculite / Glass Fabric | 650 – 1050 | 750 |
| Vermiculite / High Silica Fabric | 630 – 1150 | 1100 |
| Vermiculite / Ceramic Fabric | 1100 – 1400 | 1200 |
| Fiberglass Fabric | 420 – 1800 | 550 |
| Silica Fabric | 600 – 1100 | 800 |
| High Silica Fabric | 600 – 1100 | 1000 |
| E-Glass Needle Mat | 3200 | 550 |
| High Silica Mat | 3200 | 1000 |
| Stainless Knitted Mesh | 110 | 800 |
| Heated Fiberglass Fabric | 600 | 550 |
| Weave Lock / Glass Fabric | 610 | 550 |
| Acrylic / Glass Fabric | 540 – 1080 | 550 |
Các loại vật liệu cho khung bên ngoài khớp nối giãn nở vải
| Vật liệu | Độ cứng Brinell | Giới hạn nhiệt độ (°C) |
| Soft Iron | 90 | -60 đến 500 |
| Thép carbon thấp | 120 | -40 đến 500 |
| Thép hợp kim 4–6% Cr / 0.5% Mo | 130 | -125 đến 500 |
| Thép không gỉ 304 | 160 | -250 đến 650 |
| Thép không gỉ 316 | 160 | -196 đến 800 |
| Thép không gỉ 321 | 160 | -250 đến 870 |
| Thép không gỉ 347 | 160 | -250 đến 870 |
| Thép không gỉ 410 | 170 | -20 đến 500 |
| Hợp kim Monel (N04400) | 135 | 400 |
| Thép UNS N08904 | 180 | 400 |
| Hợp kim Inconel 625 | 200 | > 1000 |
| Hợp kim Incoloy 825 | 160 | > 1000 |
| Hợp kim Hastelloy C-276 | 200 | > 1000 |
| Titanium | 160 | > 540 |
Liên hệ với Kiduco báo giá và tư vấn
- Điện thoại: 0988.461.465
- Email: sales@kiduco.com.vn
- Zalo: 0988.461.465
- Facebook: https://www.facebook.com/kiduco
