Чтобы максимально снизить риск утечки рабочей среды из трубопровода, следует обеспечить герметичность его компонентов. Одно из приспособлений, предотвращающих выброс транспортируемого по магистрали содержимого, — гофрированный металлический сильфон. Это надежное уплотнение, прочное и упругое, способное скручиваться, сдвигаться, сжиматься и растягиваться.
Применение сильфонов
Свое применение сильфоны нашли в обустройстве трубопроводных систем как силовой элемент, улучшающий эксплуатационные характеристики трубопровода и повышающей безопасность транспортировки токсичных сред.
Функции сильфонного уплотнения:
- компенсирует изменение размеров комплектующих трубопровода, возникающего вследствие изменения температуры рабочей среды;
- предотвращает появление течей при деформации труб;
- нивелирует несоосность, появляющуюся во время монтажа;
- в разы уменьшает вредное воздействие вибрационных нагрузок, возникающих в процессе работы агрегатов и транспортировки жидкости или газа.
Способы производства сильфонов из металлических листов
Изготовление сильфонов выполняется разными методами формовки, различающимися по технологии формирования гофрированной поверхности, особенностям получаемой конструкции, набору комплектующих, оборудованию.
Эластомерное формирование
Изделие получают на станке с применением пресс-формы, представляющей собой резиновый сердечник, в который вставляется заготовка. Сердечник из резины растягивают и одновременно под давлением формируют на вставленной трубе кольцевые выпуклости. Затем с сердечника снимают нагрузку, и он возвращается в исходное положение, а заготовка укорачивается, и при ее сжатии формируется волна.
Расширение или метод растягивания сердечника
При этом методе изготовления сильфона на первом этапе пресс-форму начинают растягивать изнутри, из-за чего на трубе поочередно формируются кольца гофры. На втором этап проводят докатку на формовочных валках — внутренних и наружных роликах.
Гидравлическое формирование
Для производства сильфонов применяют особое оборудование — сильфонную машину или гидравлический прессовальный станок. Трубу помещают внутри колец, заполняют жидкостью под внушительным давлением, и стенки, расширяясь и упираясь в кольца, изменяют форму. Заготовки предварительно подвергают нагреву, что улучшает характеристики изделия.
Пневматическое формирование
По этой методике производства сильфонов процесс формовки напоминает эластомерный способ формования. Основное отличие — начальный этап, когда трубу сдавливают во время создания первоначальной волны.
Сворачивание гофрированного листа
Для создания продукта используется стальной листовой прокат, который гофрируют на прессе или прокатном станке, а затем, сворачивая, получают из него трубчатую заготовку. На завершающем шаге производства сильфона кромки листа сваривают.
Формирование валиками
Заготовку в виде отрезка трубы помещают в сильфонный станок и прокатывают валиками, формирующими гофры профиля. Существует два метода: труба вращается вокруг своей центральной оси, пока на нее воздействуют закрепленные стационарно ролики, или неподвижно ее фиксируют, а вокруг прокатывают ролики.
Скручивание в кольцо
Первый шаг — формование стального листа на штамповальном станке с заданным профилем. Второй — получение отдельной линзы из заготовки на роликовом стане. Каждая волна гофрированного изделия создается по отдельности, а затем они свариваются между собой. Так осуществляют производство сильфона с заданным числом колец.
Формирование прессованием
Плоский стальной листовой прокат пропускают через пресс, и на поверхности поочередно образуются кольца гофры в количестве, заданном параметрами изделия. Это позволяет осуществить производство сильфонов, отличных от круглой формы: прямоугольные, V-образные или похожие на латинскую букву U. Чтобы изготовить гофру значительной длины, несколько листовых профилей соединяют при помощи сварочного аппарата.
Комбинированный метод
Для производства сильфонов некоторых видов, разные методы комбинируют. Так, тороидальный сильфон создают, объединив метод растяжения и гидравлическое формование. На первом этапе формируется профиль высотой, чуть большей, чем показано расчетами. На втором — гофру помещают в кольцевой пресс и получают тороид, применив гидравлический метод.