أنواع المنفاخ المعدني

ما هو منفاخ معدني

المنافيخ المعدنية عبارة عن أختام ميكانيكية مرنة تتكون من أنابيب معدنية ملتوية رقيقة الجدران. وهي مصممة للضغط أو التمدد أو الانحناء استجابةً للضغط أو تغيرات درجة الحرارة أو القوى الميكانيكية. يمكن تصنيع المنفاخ المعدني من مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النيكل والمعادن المتخصصة مثل نحاس البريليوم، اعتمادًا على متطلبات التطبيق.

ما هو شكل الخوار

يتم إنشاء المنفاخ المشكل، والمعروف أيضًا باسم المنفاخ الملتف، عن طريق تشكيل أنبوب معدني على البارد في شكل مموج باستخدام عملية الختم. تسمح هذه العملية بإنتاج منفاخ بمعدل زنبركي دقيق ومجموعة متنوعة من التكوينات النهائية.

تعتبر المنافيخ المشكلة فعالة من حيث التكلفة للتطبيقات ذات الحجم الكبير وتوفر مجموعة واسعة من خيارات التصميم لتلبية خصائص الأداء المحددة.

ما هو ملحومة

يتم تصنيع المنفاخ الملحوم عن طريق لحام الأغشية المعدنية الفردية معًا لتشكيل مجموعة منفاخ. ويمكن إجراء عملية اللحام باستخدام تقنيات مختلفة، مثل اللحام بالليزر، أو اللحام بالبلازما الدقيقة، أو اللحام بالمقاومة.

توفر المنفاخات الملحومة العديد من المزايا، بما في ذلك القدرة على تحمل الضغوط الأعلى، والمرونة الأكبر في اختيار المواد، والقدرة على إنشاء أشكال هندسية معقدة. ومع ذلك، قد يكون للمنفاخ الملحوم قوة شد أقل وعمر تعب أقصر مقارنة بالمنفاخ المشكل بسبب المناطق المتأثرة بالحرارة التي تم إنشاؤها أثناء عملية اللحام.

ما هو التشكيل الكهربائي

يتم إنشاء المنفاخ الكهربائي عن طريق ترسيب المعدن على شياق مُصنع بدقة من خلال عملية الطلاء الكهربائي، تليها إزالة الشياق. تسمح هذه العملية بإنتاج منفاخ سلس ورقيق الجدران مع دقة أبعاد ممتازة وتشطيب سطحي.

يعتبر المنفاخ الكهربائي مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا، مثل أنظمة الطيران والأجهزة الطبية والأدوات الدقيقة. ومع ذلك، فإن عملية التشكيل الكهربائي أكثر تكلفة وتستغرق وقتًا طويلاً مقارنة بطرق تصنيع المنفاخ الأخرى، مما يجعلها أقل ملاءمة للتطبيقات ذات الحجم الكبير.

تطبيقات المنفاخ المعدني

• عملية التصنيع: يتم تشكيل المنفاخ على البارد أو تشكيله مائيًا من قطعة واحدة من المعدن، بينما يتم تجميع المنفاخ الملحوم من أغشية مختومة بشكل فردي ملحومة معًا.
• قيود الحجم والطول: تقتصر المنافيخ المشكلة عادة على أقطار أصغر وأطوال أقصر بسبب عملية التشكيل، في حين يمكن إنتاج المنافيخ الملحومة بأحجام وأطوال أكبر بكثير.
• خيارات المواد: عادة ما يتم تصنيع المنفاخ المُشكل من معادن عالية الاستطالة مثل النحاس أو البرونز، بينما يمكن تصنيع المنفاخ الملحوم من مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ والسبائك عالية القوة والمعادن الغريبة.
• المرونة ومعدلات الربيع: توفر المنافيخ الملحومة، وخاصة المنافيخ الملحومة الحافة، مرونة أكبر ومعدلات زنبركية أقل مقارنة بالمنفاخ المشكل، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب إزاحة محورية كبيرة أو حركة زاوية.
• قدرات الضغط والفراغ: يمكن للمنفاخ الملحوم أن يتحمل الضغوط الداخلية والخارجية العالية، بالإضافة إلى مستويات فراغ أعمق، مقارنة بالمنفاخ المشكل بسبب بنيته القوية واللحامات المانعة للتسرب.
• التكلفة والمدة الزمنية: المنفاخ المُشكل عمومًا أقل تكلفة وله فترات زمنية أقصر من المنفاخ الملحوم، حيث أن عملية التشكيل أبسط وأكثر آلية. ومع ذلك، فإن فرق التكلفة يضيق بالنسبة للكميات الأكبر أو التصاميم المخصصة.

تصنيع الصفائح المعدنية

تعتمد عملية تصنيع المنفاخ المعدني على نوع المنفاخ الذي يتم إنتاجه.

عادةً ما يتم تصنيع المنفاخ المشكل باستخدام عملية الختم، حيث يتم تشكيل أنبوب معدني على البارد إلى شكل ملتوي باستخدام سلسلة من القوالب. تسمح هذه العملية بإنتاج كميات كبيرة وتكاليف أدوات متواضعة.

يتم إنشاء المنفاخ الملحوم عن طريق لحام أغشية معدنية فردية معًا باستخدام تقنيات مثل اللحام بالليزر أو لحام البلازما الدقيقة أو اللحام بالمقاومة. تتيح عملية اللحام إنتاج منفاخ ذي أشكال هندسية معقدة ومجموعة واسعة من المواد.

يتم تصنيع المنفاخ المشكل كهربائيًا عن طريق ترسيب المعدن على شياق مُجهز بدقة من خلال عملية الطلاء الكهربائي، تليها إزالة الشياق باستخدام وسائل كيميائية أو ميكانيكية. تسمح هذه العملية بإنشاء منفاخ سلس ورقيق الجدران مع دقة أبعاد ممتازة وتشطيب سطحي.

أسئلة وأجوبة

ما هي أفضل المواد للمنفاخ

• الفولاذ المقاوم للصدأ: الفولاذ المقاوم للصدأ 304، 316، 321، و17-7 PH يوفر مقاومة ممتازة للتآكل والقوة والمرونة.
• سبائك النيكل: توفر Inconel 625 وInconel 718 وHastelloy C-276 أداءً فائقًا في درجات الحرارة العالية ومقاومة للتآكل.
• البريليوم النحاس: توفر هذه السبيكة عمر تعب ممتازًا، وموصلية حرارية، وموصلية كهربائية، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات في مجال الطيران والإلكترونيات والأجهزة الطبية.

يمكن استخدام مواد أخرى، مثل التيتانيوم والمونيل والسبائك المتخصصة، لتطبيقات محددة ذات متطلبات فريدة.

ما هي أنواع مختلفة من منفاخ التوسع

• وصلات التمدد المحورية: تسمح هذه المنافيخ بالحركة المحورية في أنظمة الأنابيب بسبب التمدد الحراري أو الانكماش.
• مفاصل التمدد الجانبية: تُعرف أيضًا بمفاصل التمدد المفصلية أو المحورية، وتستوعب هذه المنافيخ الحركة الجانبية في أنظمة الأنابيب.
• مفاصل التمدد الزاوي: تسمح هذه المنافيخ بالحركة الزاوية في أنظمة الأنابيب، وتستوعب عدم المحاذاة أو الانحراف.
• وصلات التمدد العالمية: تجمع هذه المنافيخ بين ميزات وصلات التمدد المحورية والجانبية والزاوية، مما يسمح بحركة متعددة المستويات في أنظمة الأنابيب.