ข้อต่อช่วยให้ท่อและระบบเครื่องกลสามารถเคลื่อนไหวได้ด้วยการขยาย/หดตัวจากความร้อนและการดูดซับการสั่นสะเทือน โดยทั่วไปแล้วจะมีระหว่างข้อต่อยางที่ยืดหยุ่นกับข้อต่อโลหะ ซึ่งแต่ละแบบมีข้อดีและข้อเสีย – เรียนรู้ความแตกต่างเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด; คุณต้องการความทนทานในงานของคุณ

นี่คือข้อต่อยางและโลหะ – ช่วงอุณหภูมิ, ความดัน, ความสามารถในการเคลื่อนไหว, การต้านทานการกัดกร่อน/สารเคมี, การต้านการสึกกร่อน, ข้อกำหนดในการติดตั้ง, ข้อกำหนดในการบำรุงรักษาและอายุการใช้งาน; ในที่สุดคุณจะรู้ว่าควรใช้ข้อต่อยางหรือข้อต่อโลหะ

ดังนั้น เลือกใช้ข้อต่อยางที่ยืดหยุ่นหรือข้อต่อโลหะที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานของคุณ

ช่วงอุณหภูมิของข้อต่อยางมักจะจำกัดเมื่อเทียบกับข้อต่อโลหะ ข้อจำกัดอุณหภูมิสำหรับยางส่วนใหญ่จะอยู่ระหว่าง 250°F (121°C) และ 400°F (204°C) ขึ้นอยู่กับส่วนผสมของยาง เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่าช่วงนี้ ยางอาจเสียหายก่อนเวลาอันควร

ในทางกลับกัน ข้อต่อโลหะสามารถทำงานในอุณหภูมิที่สูงกว่าได้มาก – บางข้อต่อสแตนเลสและข้อต่อโลหะผสมพิเศษสามารถทำงานในอุณหภูมิเกิน 1000°F (538°C) ซึ่งทำให้ข้อต่อโลหะถูกนำไปใช้ในงานที่มีอุณหภูมิสูง เช่น การผลิตไฟฟ้า, การประมวลผลสารเคมี และกระบวนการอุตสาหกรรมบางประเภท

ความต้องการของระบบอาจกำหนดให้ใช้ข้อต่อยางหรือโลหะในระดับความดันที่แตกต่างกัน แต่โดยทั่วไปข้อต่อโลหะมักมีระดับความดันที่สูงกว่าข้อต่อยาง

ระดับความดันสำหรับข้อต่อขยายยางอยู่ในช่วงตั้งแต่สุญญากาศเต็มที่ถึง 300 psi (27.7 bar) แม้ว่าส่วนผสมยางบางชนิดจะทนต่อความดันที่สูงกว่าได้ ข้อต่อขยายโลหะสามารถใช้ได้ที่ 1000 psi (68.9 bar) หรือความดันที่สูงกว่า จึงถูกนำมาใช้ในระบบที่มีความดันสูง

จำไว้ว่าความสามารถด้านความดันนั้นได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ, ข้อกำหนดในการเคลื่อนไหว และพลวัตของระบบด้วย

ข้อต่อที่ยืดหยุ่นอนุญาตให้ระบบท่อเคลื่อนที่ได้ ข้อต่อทั้งแบบยางและแบบโลหะสามารถเคลื่อนไหวได้ในทั้งสี่ทิศทาง ได้แก่ ตามแนวแกน, ตามแนวข้าง และตามมุม

การเคลื่อนไหวตามแนวแกนของข้อต่อช่วยให้ระบบท่อขยายตัวและหดตัวตามอุณหภูมิได้ ข้อต่อขยายตัวแบบยางและโลหะทั้งคู่สามารถเคลื่อนไหวได้ในแนวแกนอย่างกว้างขวาง บางครั้งมากกว่าแบบโลหะ

ในหลายระบบที่อาจมีการไม่ตรงแนวหรือสั่นสะเทือน จำเป็นต้องพิจารณาการเคลื่อนไหวในแนวข้างและมุม ข้อต่อขยายตัวแบบยาง โดยเฉพาะแบบเป็นทรงกลม เหมือนกระเปาะที่ยืดหยุ่น ได้รับการออกแบบให้รองรับการเคลื่อนไหวในแนวข้างและมุมได้

ข้อต่อขยายตัวแบบโลหะก็สามารถเคลื่อนไหวในแนวข้างและมุมได้เช่นกันแต่มีความยืดหยุ่นน้อยกว่าแบบยางในทิศทางเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม ข้อต่อโลหะบางประเภท เช่น ข้อต่อขยายตัวแบบบานพับ ได้รับการออกแบบให้มีความสามารถในการเคลื่อนไหวในแนวข้างและมุมที่มากกว่า

การเลือกใช้ข้อต่อแบบยางหรือโลหะยังขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่ใช้งาน เช่น การสัมผัสกับสารเคมีและความต้านทานต่อการกัดกร่อน

ส่วนผสมของยางบางชนิด เช่น EPDM, นีโอพรน และฟลูออีลาสตอเมอร์ มีความต้านทานต่อสารเคมีและเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง แต่ควรเลือกใช้ยางที่เข้ากันได้กับสารเคมีที่คุณใช้งานเพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพและความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร

ในบางสภาพแวดล้อม โดยเฉพาะกับคาร์บอนสตีล ข้อต่อโลหะอาจเกิดการกัดกร่อน เพื่อแก้ไขปัญหานี้ควรใช้วิธีการป้องกันการกัดกร่อน เช่น การใช้สตีลเกรดสแตนเลสหรือโลหะผสมพิเศษ การเคลือบ/การปูพื้นผิว หรืออุปกรณ์ป้องกันด้วยวิธีแคโทดิก

ดังนั้นการเลือกใช้ข้อต่อระหว่างยางและโลหะจึงขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมทางเคมีและความต้องการการป้องกันการกัดกร่อน

ประเด็นที่สำคัญประการที่สามคือ ความต้านทานต่อการสึกหรอและการขัดถู ซึ่งอาจมีผลต่ออายุการใช้งานและความต้องการในการบำรุงรักษาของข้อต่อ

เมื่อระบบท่อขนส่งวัสดุแข็ง เช่น ของผสมแบบสลักหรืออนุภาค ข้อต่ออาจมีความสั่นสะเทือนอย่างรุนแรง ข้อต่อยางบางประเภท เช่น ข้อต่อแบบกระเปาะยืดหยุ่นที่มีการเสริมแรง สามารถต้านทานผลกระทบจากการขัดถูของอนุภาคได้ดีกว่าข้อต่อโลหะ

ยางที่นุ่มและยืดหยุ่นสามารถรองรับแรงกระแทกจากอนุภาคแข็งได้โดยไม่แตกหักหรือล้มเหลวก่อนเวลาอันควร แต่ควรเลือกใช้ส่วนผสมของยางที่เหมาะสมกับวัสดุที่มีการขัดถูเฉพาะของคุณ

ความต้านทานต่อการสึกกร่อนและการสึกหรออาจมีผลต่อความต้องการในการบำรุงรักษาและอายุการใช้งานของข้อต่อ การสึกหรอของข้อต่ออาจต้องการการตรวจสอบและการเปลี่ยนใหม่บ่อยขึ้น ซึ่งอาจเพิ่มต้นทุนการบำรุงรักษาและเวลาหยุดทำงาน

ในทางกลับกัน ข้อต่อเหล็กโดยปกติมีความทนทานมากกว่าข้อต่อยาง แต่ก็ง่ายต่อการเสียหายจากการกัดเซาะด้วยอนุภาค ซึ่งอาจทำให้เกิดการสูญเสียเหล็ก, การกัดกร่อน และความล้มเหลวหากไม่ได้รับการบำรุงรักษาและตรวจสอบเป็นประจำ

การเลือกข้อต่อให้ตรงกับความต้านทานต่อการสึกกร่อนในแต่ละการใช้งานจะช่วยยืดอายุการใช้งานและลดต้นทุนการบำรุงรักษา

ข้อควรพิจารณาอื่น ๆ รวมถึงความง่ายในการติดตั้งและความต้องการในการบำรุงรักษาของข้อต่อยางหรือเหล็ก

ข้อต่อขยายตัวจากยางส่วนใหญ่ติดตั้งได้ง่ายกว่าข้อต่อเหล็กเมื่อมีพื้นที่ว่างหรือท่อที่จะจัดวาง ลักษณะที่ยืดหยุ่นของมันช่วยให้การจัดวางและปรับตัวในระหว่างการติดตั้งทำได้ง่ายขึ้นโดยไม่จำเป็นต้องวัดและจัดวางอย่างแม่นยำ

ข้อต่อเหล็กที่มีความแม่นยำสูงกว่าอาจต้องการเครื่องมือหรืออุปกรณ์พิเศษ ความล่าช้าในลักษณะนี้อาจเพิ่มเวลาและต้นทุนในการติดตั้งหากติดตั้งในที่แคบหรือเข้าถึงได้ยาก

อายุการใช้งานและต้นทุนที่เกี่ยวข้องควรได้รับการพิจารณาเมื่อต้องเลือกใช้ข้อต้อยางหรือเหล็ก เนื่องจากอาจมีผลกระทบอย่างมากต่อต้นทุนการดำเนินงาน/การบำรุงรักษา

อุณหภูมิ / ความดัน / การเคลื่อนไหว / การสัมผัสสารเคมี / ความต้านทานต่อการสึกกร่อน ฯลฯ โดยทั่วไปแล้ว ข้อต่อเหล็กมีอายุการใช้งานที่คาดหวังยาวนานกว่าข้อต่อยาง โดยเฉพาะในสภาวะที่มีอุณหภูมิสุดขั้วหรือความดันสูง

อายุการใช้งานของข้อต่อยางอยู่ระหว่าง 5 ถึง 15 ปี ขึ้นอยู่กับการใช้งานและส่วนผสมของยาง ข้อต่อเหล็กสามารถใช้งานได้นานถึง 20 ปีหรือมากกว่านั้น หากได้รับการบำรุงรักษาและใช้งานภายในขีดจำกัดการออกแบบ

ข้อต่อยางและเหล็กมีจุดแข็งและข้อจำกัด – ขึ้นอยู่กับการใช้งานของคุณ คำแนะนำทั่วไปเพื่อช่วยในการตัดสินใจ:

นี่คือการใช้งานข้อต่อขยายตัวจากยาง:

ข้อต้อยางทั่วไปพบในระบบปรับอากาศ (HVAC), สถานีบำบัดน้ำและบำบัดสิ่งปนเปื้อน, โรงงานแปรรูปสารเคมี และบางโรงงานผลิต

ในกรณีเหล่านี้จะนิยมใช้ข้อต่อโลหะ:

การใช้งานทั่วไปของข้อต่อโลหะ ได้แก่ โรงงานผลิตไฟฟ้า, สถานีประมวลผลน้ำมันและก๊าซ, โรงงานเคมี และกระบวนการอุตสาหกรรมที่มีความทนทานสูง.

บางครั้งจะใช้การรวมกันของข้อต่อยางและข้อต่อโลหะเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ตัวอย่างอีกประการคือการใช้ข้อต่อยางสำหรับส่วนที่มีอุณหภูมิต่ำ/แรงดันต่ำในระบบท่อ และข้อต่อโลหะสำหรับส่วนที่มีอุณหภูมิสูง/แรงดันสูง.

ผู้ผลิตรายอื่น ๆ มีการจัดหาข้อต่อแบบผสมหรือแบบประกอบที่รวมประโยชน์ของวัสดุทั้งสองตัวเข้าด้วยกัน เช่น

ควรเลือกใช้ข้อต่อยางที่ยืดหยุ่นหรือข้อต่อโลหะโดยคำนึงถึงช่วงอุณหภูมิ, แรงดัน, การยอมรับการเคลื่อนไหว, ความต้านทานการกัดกร่อน/สารเคมี/การสึกหรอ, ข้อกำหนดในการติดตั้ง, ความต้องการในการบำรุงรักษา และค่าใช้จ่ายตามอายุการใช้งาน.

ข้อต่อยางมีความยืดหยุ่น ดูดซับการสั่นสะเทือนได้ดี และทนต่อสารเคมีและการสึกหรอบางส่วน จึงเป็นตัวเลือกแรกสำหรับการใช้งานในอุณหภูมิ/แรงดันปานกลาง รวมถึงในกรณีที่มีข้อจำกัดในพื้นที่หรือค่าใช้จ่าย.

อีกทางเลือกหนึ่ง ข้อต่อโลหะมีประสิทธิภาพดีในสภาวะอุณหภูมิสูงสุด, แรงดันสูงสุด หรือสภาพแวดล้อมที่รุนแรงซึ่งต้องการความทนทานและความต้านทานการกัดกร่อน ส่วนใหญ่มีอายุการใช้งานที่ยาวนานและจึงมีความคุ้มค่าในระยะยาวสำหรับการใช้งานที่สำคัญซึ่งต้องการสมรรถนะสูง.

แต่ท้ายที่สุดแล้วขึ้นอยู่กับความต้องการของการใช้งานและสภาพการทำงานของคุณ การเลือกวัสดุและการออกแบบข้อต่อที่เหมาะสมจำเป็นต้องปรึกษาผู้เชี่ยวชาญและผู้ผลิตข้อต่อ.

ระบุข้อแตกต่างระหว่างข้อต่อยางและข้อต่อโลหะสำหรับประสิทธิภาพของระบบ, ค่าใช้จ่ายการบำรุงรักษา, การดำเนินงานที่ปลอดภัย และการปรับปรุงการดำเนินงาน.