Замена промышленного шланга: рекомендации по выбору материала центральной трубки

Замена промышленного шланга: рекомендации по выбору материала центральной трубки

Даг Нордстром (Doug Nordstrom), старший управляющий по продукции, отвечающий за продуктовую группу «Шланги»

Правильно подобранный промышленный шланг обеспечит безопасную и эффективную работу ваших жидкостных и газовых систем. Неправильно подобранный шланг, напротив, может поставить под угрозу техпроцессы и безопасность персонала, а также может негативно отразиться на финансовом результате компании. Зачастую инженеры слишком поздно замечают, что со шлангами есть проблемы.

Несмотря на эти угрозы, выбору шлангов часто уделяют мало внимания. Польза от правильно подобранного промышленного шланга превышает его покупную стоимость. Для правильного подбора шланга необходимо обратить особое внимание на параметры системы: температуру, химическую совместимость, дренируемость и требования к давлению и расходу.

Продолжите чтение данной статьи, чтобы узнать подробнее об уникальных материалах центральной трубки — внутреннего слоя промышленного шланга — и о том, как правильно подобрать шланг в зависимости от материала его центральной трубки.

Вопросы, которые следует задать при выборе материала центральной трубки

Ниже приведены основные вопросы, на которые следует обратить внимание, прежде чем приступить к выбору материала центральной трубки. Чтобы ответить на них, воспользуйтесь каталогами продукции производителя или обратитесь к представителю компании Swagelok по продажам и сервисному обслуживанию.  

1. Является ли материал центральной трубки химически совместимым с рабочей средой системы? Будет ли он со временем корродировать или портиться?
2. Может ли материал центральной трубки выдержать температурный диапазон рабочей среды системы?
3. Может ли материал центральной трубки исключить или минимизировать проницаемость и абсорбцию? (Эти явления могут не представлять собой проблему, в зависимости от производственных условий.)
4. Выдержит ли материал центральной трубки процедуру очистки системы с точки зрения температуры, давления и совместимости материала с используемыми растворителями и чистящими веществами?

Виды материалов центральной трубки  

Металл

Преимущества
Металлические центральные трубки (как правило, из нержавеющей стали 316L) могут быть применимы в большинстве жидкостных и газовых систем. Обычно они рассчитаны на температуру от –325 до 850 ˚F (от –200 до 454 ˚C) и выше, поэтому они превосходно подходят для рабочих сред системы с экстремальными значениями температуры. Гибкие металлические трубки также подойдут в случаях, когда проницаемость и абсорбция практически не допустимы. 

Недостатки
После появления фторполимеров металлические центральные трубки, как правило, больше не используют в высокоедких и кислых рабочих средах из-за образования коррозии. Важно отметить, что металлические центральные трубки также непригодны для работы в условиях вибрации и динамических нагрузок, вызывающих движение шлангов, так как они в большей степени подвержены усталостному разрушению. 

Силикон

Преимущества
Центральные трубки из силикона — оптимальный выбор для применения в биофармацевтике благодаря своей гибкости и чистоте. Стандартный температурный диапазон силиконовых трубок варьируется от –65 до 500 °F (от –53 до 315 °C).

Недостатки
Для силикона характерна абсорбция, что может привести к загрязнению шланга. Если среда абсорбируется на стенках центральной трубки, она может задержаться на поверхности трубки на какое-то время, а затем проникнуть обратно в рабочую среду, которой наполнена жидкостная или газовая система. Паровая очистка, один из наиболее распространенных методов стерилизации силикона, не гарантирует полное удаление загрязнений и может быстро привести к повреждению центральной трубки. 

Также важно отметить, что силикон несовместим с многими распространенными растворителями и имеет ограниченную химическую совместимость. Более того, высокая температура может привести к преждевременному разрушению материала — шланг станет хрупким и порвется. 

Фторполимер

Преимущества
Центральные трубки из фторполимеров широко распространены и быстро вытесняют силикон в биофармацевтических системах. Три распространенных вида фторполимеров (PTFE, PFA и FEP) имеют стандартный температурный диапазон от –65 до 450 °F (от –53 до 230 °C).

Фторполимерные центральные трубки на сегодняшний день обладают самой высокой химической стойкостью. Они нестареющие, неадгезионные, они легко поддаются чистке и выдерживают регулярную очистку паром. Фторполимеры, как и металлы, обладают низкой степенью абсорбции. 

Развитие технологий позволило сделать центральные трубки из фторполимеров практически такими же гибкими, как из силикона. Современная технология соединения материалов позволяет повысить гибкость путем добавления слоя стекловолоконной оплетки. Данная бесклеевая технология исключает возможность поглощения клея стенками центральной трубки с последующим загрязнением рабочей среды.  

Недостатки
Степень проницаемости центральных трубок из фторполимеров выше, чем у трубок из металла. Если это недопустимо в ваших условиях, можно выбрать материал с меньшей проницаемостью, например металл. 

Рабочая среда при прохождении по фторполимерной центральной трубке может создавать электростатический заряд. Это может вызвать статический разряд, способный повредить шланг и стать причиной опасных происшествий. Чтобы избежать таких ситуаций, используйте центральную трубку, наполненную техническим углеродом, если ваши условия требуют рассеивания статического электричества. Углерод передает заряд на торцевое соединение, откуда он уходит безопасным образом.  

Термопластик (нейлон)

Преимущества
Центральные трубки из термопластика (нейлона) часто выбирают для гидравлических систем. Они выдерживают высокое давление и имеют стандартный температурный диапазон от –40 до 200 ˚F (от –40 до 93 ˚C). Центральные трубки из термопластика (предлагаются трубки диаметром до 1 дюйма) — оптимальный вариант для экономичных шлангов общего назначения. Они лучше выдерживают скачки давления в системе, чем металлические и фторполимерные трубки. 

Недостатки
Шланги из термопластика также обладают высокой проницаемостью из-за мягкого пористого материала, используемого для их производства.  Кроме того, шланги из более мягких материалов имеют более низкий температурный диапазон по сравнению с многими другими видами шлангов. 

Резина

Преимущества
Шланги с центральной трубкой из резины — экономичные изделия общего назначения с типовым температурным диапазоном, как у шлангов с центральной трубкой из термопластика. Сдавливание таких шлангов не приводит к необратимым повреждениям. Кроме того, доступны шланги диаметром более 2 дюймов — это больше, чем у аналогов.  

Недостатки
Центральные трубки из резины рекомендуется использовать только при низком давлении. Кроме того, данные шланги быстрее изнашиваются, что заметно на их поверхности. 

Конструкция стенок центральной трубки

Прежде чем окончательно определиться с выбором материала центральной трубки для промышленного шланга, необходимо разобраться в конструкции ее стенок. Стенки могут быть гладкими или гофрированными, что позволит трубке изгибаться подобно соломинке. Исходя из производственных условий, ваши требования к гибкости шлангов, а также параметры давления, расхода и дренируемости будут играть определяющую роль при выборе шлангов.  

Центральные трубки с гладкой внутренней поверхностью

Преимущества
У центральных трубок с гладкой внутренней поверхностью стенки гладкие, без неровностей. В варианте исполнения с гладкой внутренней поверхностью предлагаются центральные трубки из всех указанных выше материалов, кроме металла. Этот вариант следует выбрать, если важен точный контроль потока, поскольку из-за отсутствия неровностей на стенках потоку ничего не препятствует. Центральные трубки с гладкой внутренней поверхностью также способствуют хорошей дренируемости.  

Недостатки
Основной недостаток трубок с гладкой внутренней поверхностью — перекручивание, особенно у трубок с большим диаметром. Решить проблему перекручивания помогают армирующие слои. 

Гофрированные центральные трубки

Преимущества
Гофрирование предполагает складывание стенок трубки таким образом, чтобы повысить изгибаемость шланга без скручивания. В варианте исполнения с гофрированными стенками предлагаются металлические и фторполимерные центральные трубки. 

Гофрированные трубки имеют одну из двух конструкций — спиралевидную или кольцеобразную. Спиралевидная конструкция, применяемая в основном во фторполимерных центральных трубках, предполагает единый виток по всей длине шланга. Это улучшает поток на выходе из шланга и идеально подходит в случае, если важны дренируемость и гибкость. Кольцеобразная конструкция, типовая для металлических центральных трубок, представляет собой ряд соединенных друг с другом колец. В кольцеобразных металлических трубках гофрирование глубокое, что обеспечивает максимальную гибкость. 

Недостатки
Металлические гибкие трубки плохо подходят для условий, где имеют место повторяющиеся движения, поскольку такие перемещения могут привести к усталости и трещинам. 

Хотите узнать больше о подборе промышленных шлангов для различных областей применения? Зарегистрируйтесь для прохождения учебного курса «Основы работы с продукцией Swagelok», посвященного шлангам, чтобы узнать о разработке, создании и обслуживании надежных жидкостных и газовых систем. 

ПОДРОБНЕЕ О ВОЗМОЖНОСТЯХ ОБУЧЕНИЯ РЯДОМ С ВАМИ