O QUE SÃO FOLES DE METAL EDGE WELDED?

Índice

O QUE SÃO BORDA SOLDADA FOLE DE METAL?

Neste guia, mergulhamos mais profundamente no processo de fabricação e design de fole de metal soldado de borda, suas vantagens sobre outros tipos de fole, indústrias que normalmente usam fole soldado, o processo de reparo de conjuntos de fole soldado de borda e outras informações úteis sobre estes amplamente soluções populares de vedação mecânica.

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O QUE SÃO FOLES DE METAL SOLDADOS POR BORDA?

Foles de metal com solda de borda são selos mecânicos com a capacidade de flexionar em uma ou mais direções. Foles soldados fornecem soluções de vedação flexíveis para aplicações e indústrias em todo o mundo. Com recursos de curso de alto nível e taxas de mola mais precisas do que os foles formados, os foles de metal com solda de borda são usados ​​para resolver desafios comuns, como aplicações severas, situações de alto calor ou pressão e problemas de instalação. Os foles de metal com solda de borda abrem o caminho para versatilidade e confiabilidade no mercado de vedação de fluido atual.

Compreender o processo de manufatura e outros elementos críticos que afetam o projeto de fole soldado de borda é essencial ao selecionar a opção de fole correta. O fabricante certo terá a equipe de engenharia e recursos de produção para implementar os princípios-chave de equilíbrio de vedação, seleção de materiais, comprimentos operacionais e taxas de mola para atender aos requisitos de uma aplicação.

Existem duas classificações principais de fole:

1. Formado

Os foles formados têm várias subclassificações, incluindo formados a frio, hidroformados e eletroformados. Os foles a frio e hidroformados são normalmente fabricados a partir de tubos soldados (com costura) ou sem costura e utilizam ampla automação para produção em massa. Este processo oferece alguns benefícios de custo em relação aos conjuntos de foles soldados nas bordas; no entanto, os foles formados são limitados a materiais que podem ser alongados por laminação ou hidroformação. Os foles formados normalmente têm uma estrutura de convolução mais espessa com taxas de mola mais altas e desvios maiores do que os foles soldados nas bordas, que afetam o carregamento de precisão. Os foles eletroformados são criados por galvanoplastia de metal em um mandril de alumínio. Após esse processo, a porção de alumínio é dissolvida com produtos químicos. Historicamente,

2. Borda soldada

Os foles de metal com solda de borda são formados soldando microscopicamente os diâmetros internos de diafragmas de metal estampados individuais em convoluções de duas peças, depois soldando uma série dessas convoluções nos diâmetros externos para formar um núcleo de fole soldado. O núcleo do fole pode então ser soldado microscopicamente aos acessórios de extremidade correspondentes à aplicação final.

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QUAIS SÃO AS VANTAGENS DOS FOLES DE METAL COM SOLDA DE BORDA?

Os foles de metal com solda de borda têm vantagens sobre os foles formados e os designs de vedação de pressão. Para foles formados, o processo de forçar o material em uma forma pode criar espessura de parede inconsistente tanto no OD quanto no ID da unidade de fole, que pode se apresentar como um ponto de vulnerabilidade ou falha potencial. As paredes espessas e formadas do fole são inerentemente rígidas e rígidas, com taxas de mola mais altas e desvios maiores do que os foles com solda de borda. A espessura individual do diafragma de uma unidade de fole soldada por borda é medida em mils (milésimos de polegada). Essa característica permite flexibilidade, amplitude de movimento e comprimento operacional muito maiores. O projeto de vedação de fole soldado na borda acomoda a adição ou subtração de convoluções individuais, permitindo uma taxa de mola precisa. A obtenção da taxa de mola correta alivia a força que afeta as faces, gerando menos calor, levando a uma vida útil mais longa da vedação. Em um projeto de vedação por empurrador, o componente de vedação secundário – geralmente um O-ring ou uma cunha – deve se mover axialmente para compensar o desgaste, as vibrações e os movimentos do eixo. Um fole rotativo elimina este componente de vedação secundária dinâmica, o que significa:
  • Nenhum acúmulo de material no eixo pode “travar” um O-ring dinâmico, causando desgaste, danos ao eixo e falha da vedação.
  • A ação de flexão de um rotativo de fole é mais tolerante ao movimento axial e à vibração.
  • Um rotativo de fole tem muito menos probabilidade de “endurecer” devido ao calor ou ataque químico.

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COMO SÃO FABRICADOS OS FOLES DE METAL COM SOLDA DE BORDA?

O processo de fabricação de foles metálicos com solda de borda o diferencia de outros tipos de selos mecânicos.

As etapas de produção de foles de metal com solda de borda são semelhantes, independentemente do fabricante. Os processos individuais conduzidos dentro dessas etapas são exclusivos do projeto do fabricante e, na maioria dos casos, são proprietários.

Em geral, o processo segue estas etapas:
  1. As placas do diafragma (macho e fêmea) são estampadas em rolos de papel alumínio.
  2. Essas placas são limpas e secas por ultrassom para remover óleos e quaisquer outros resíduos antes de serem enviadas para soldagem. Isso garante que as placas estejam perfeitamente preparadas para o próximo estágio de produção.
  3. Um núcleo de fole é uma série de convoluções criadas pela soldagem de um diafragma macho e um diafragma fêmea no diâmetro interno (ID). Para criar um núcleo de fole, esse processo é repetido para várias convoluções e, em seguida, essas convoluções são soldadas nos diâmetros externos (OD). No ponto de soldagem OD, espaçadores removíveis e um mandril de soldagem podem ser usados ​​para manter as convoluções do núcleo estáveis ​​e uniformemente espaçadas. Na sala de soldagem, os tipos mais comuns de soldagem de fole são Tungstênio Inert Gas (TIG) ou Plasma.
  4. Uma vez que a unidade soldada de convoluções (núcleo do fole) está completa, ela é soldada aos acessórios finais para completar a montagem final do fole. Em seguida, ele é testado para verificar se há vazamentos nos pontos de solda. O teste é realizado com água ou gás, dependendo das especificações da aplicação. Se o conjunto final receber uma face inserida, a unidade de fole também será testada após a inserção para garantir uma vedação estanque.

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QUAIS SÃO OS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO DISPONÍVEIS PARA FOLE DE METAL SOLDADO?

Os foles soldados podem ser produzidos a partir de uma ampla gama de metalurgias, dependendo dos parâmetros da aplicação, ao contrário dos foles formados que são normalmente limitados a metais com propriedades de alto alongamento, como latão e bronze ou selos do tipo empurrador que contêm um O-ring ou um Cunha de PTFE que pode “resistir” ao calor ou ataque químico.

Os materiais soldados de borda mais comuns incluem:
  • AM350 oferece alta resistência à tração e, quando tratado termicamente, também produz alta dureza.
  • Os graus de material Hastelloy® são comumente usados ​​em aplicações onde a resistência à corrosão e ao calor são necessárias.
  • Classes de materiais Inconel® para ambientes de alta temperatura e pressão.
  • Graus de material de titânio para aplicações de alta resistência e extremamente corrosivas.
  • 347 SS é a escolha para aplicações criogênicas.
  • Monel é frequentemente usado em ambientes corrosivos, como mar / água salgada.
Os foles soldados também têm a opção de aumentar sua viabilidade por meio de vários processos adicionais.
  • Os foles de camada dupla criam força e flexibilidade sem espessura. Os foles de folha dupla são normalmente utilizados em aplicações de alta pressão e em serviços onde mais força de torque de inicialização pode ser necessária.
  • O tratamento térmico é conduzido após a soldagem de um núcleo de fole. Este processo modifica as características do material para fornecer maior resistência à tração, maiores taxas de mola e classificações de pressão.

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QUAIS SÃO OS FATORES DE DESIGN DO FOLE DE METAL SOLDADO DA BORDA PRINCIPAL?

Além das taxas de mola e materiais de construção, existem vários outros elementos de design que devem ser considerados ao fabricar um conjunto de fole soldado de borda.

Fatores adicionais incluem:
  • Espessura da placa do diafragma – A espessura do diafragma de fole soldado é medida em mils (milésimos de polegada). Quanto mais finas as placas = as taxas de mola mais baixas = face inferior e carga da unidade, todas as quais minimizam o calor gerado nas faces, levando a uma vedação mais longa vida.
  • Formato da placa do diafragma – As convoluções de fole soldadas por bordas podem ser fabricadas em uma variedade de configurações. Uma configuração de ondulação de aninhamento maximiza a flexibilidade; todas as placas são contornadas para “aninhar” quando compactadas, maximizando o alto ciclo de vida.
  • Amortecedores de vibração – Um recurso de almofada amortecedor é freqüentemente projetado e integrado a um conjunto de fole para ajudar a proteger a vedação contra danos causados ​​por vibração excessiva da bomba durante a operação.

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QUAIS INDÚSTRIAS USAM FOLES DE METAL COM SOLDA DE BORDA?

Os conjuntos de foles soldados por bordas podem ser encontrados em quase todos os principais setores do mundo. Várias operações mecânicas se beneficiam da precisão e adaptabilidade dos foles de metal soldado. Foles de metal com solda de borda também são uma opção altamente versátil quando o equipamento específico da indústria requer uma solução de vedação para se ajustar a parâmetros operacionais específicos.

Os foles soldados podem ser encontrados nas seguintes indústrias:
  • As instalações de processamento químico incluem uma ampla gama de equipamentos de produção, como filtros, secadores, centrífugas, extratores, reatores e evaporadores.
  • As indústrias de alimentos e bebidas também possuem equipamentos que utilizam opções de vedação de fole, incluindo tanques comerciais, agitadores, misturadores e liquidificadores.
  • Exploração e perfuração upstream de petróleo e gás, incluindo levantamento artificial (fundo de poço).
  • Processamento, armazenamento e transporte de petróleo e gás intermediário, incluindo processamento de hidrocarbonetos.
  • Petróleo e gás downstream, incluindo refino e distribuição de petróleo.
  • A produção farmacêutica inclui salas limpas, secadores e destiladores, extrusoras, bombas de matéria-prima e processamento de águas residuais.
  • Os equipamentos de celulose e papel incluem telas, refinadores, misturadores, despolpadores e agitadores, bem como bombas mecânicas.

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QUAIS SÃO AS APLICAÇÕES COMUNS PARA FOLES DE METAL COM SOLDA DE BORDA?

Devido às flutuações de temperatura e pressão, o ataque químico, a viscosidade do produto e os foles de controle de emissão são os primeiros na linha para uma vedação de fluido eficaz. O projeto de fole soldado de borda é a escolha de vedação superior quando o carregamento uniforme e a operação consistente são essenciais.

Aplicações que se beneficiam da vedação de fole soldado de borda:
  • Transporte e armazenamento de líquidos criogênicos.
  • Fluidos de transferência de calor e meios de alta temperatura encontrados em operações de refino de petróleo e gás.
  • Pureza do produto e conformidade com a FDA na produção de alimentos e bebidas, desde os processos de matéria-prima até a embalagem final.
  • Controle de emissão de gases como hexano e dióxido de enxofre liberados durante várias aplicações industriais.
  • Produtos cáusticos e corrosivos, como dióxido de cloro usado no processo de branqueamento de papel e hidróxido de sódio em fluxos de hidrocarbonetos.
  • Produtos com altas concentrações de abrasivos, como água de alimentação de caldeiras, efluentes industriais, vários processos de licor de polpa de papel.

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O QUE É UMA TAXA DE PRIMAVERA E POR QUE É IMPORTANTE?

Taxa de mola é a medida da quantidade de força necessária para comprimir uma mola ou fole em uma polegada ao longo de sua linha central. Ele é fornecido em lbf / in.

Foles com altas taxas de mola exibem mais força de fechamento, gerando calor excessivo nas faces de vedação e impactando negativamente o filme lubrificante entre essas faces. Normalmente, as vedações que operam em ambientes de alta temperatura e com pouca lubrificação são menos capazes de acomodar o movimento do eixo, ajustes do impulsor e desgaste gradual das faces de vedação – tudo isso pode levar à falha prematura da vedação. É por isso que é muito importante garantir que as cargas corretas da mola sejam aplicadas quando a vedação for ajustada no comprimento operacional correto.

Quanto mais baixa (ou mais leve) a taxa da mola, mais flexibilidade no fole. Uma taxa de mola mais baixa também cria menos carga nas faces do selo, minimizando o desgaste da face, que pode prolongar a vida útil do selo. A taxa da mola é afetada pela geometria do fole, bem como pelos materiais de construção, e pode ser ajustada pela adição ou subtração das convoluções do fole em um projeto de fole soldado nas bordas. Foles formados tendem a ter taxas de mola mais altas e, portanto, são menos tolerantes ao ajuste da vedação axial, movimento do eixo, etc.

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COMO UM CONJUNTO DE FOLE DE METAL SOLDADO POR BORDA É REPARADO?

É possível reparar um conjunto de fole rotativo . Se um teste de pressão revelar vazamento ao redor da face do selo, o inserto deve ser retirado e o retentor verificado quanto a ataque químico ou outros danos. Se o retentor estiver dentro das tolerâncias necessárias, uma nova face pode ser reinserida e o conjunto deve ser testado quanto à pressão. Outras peças de desgaste, como o O-ring e as ferragens, também devem ser substituídas no momento do reparo. Se o fole rotativo mostrar danos visíveis no núcleo do fole ou nas conexões finais, ou um teste de pressão revelar vazamentos no próprio conjunto, um novo conjunto de fole deve ser fornecido. Em qualquer das opções, todos os conjuntos de fole devem ser testados quanto à pressão para garantir a integridade estrutural e lapidados até o nivelamento necessário antes de deixar a instalação de reparo.

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