KR19990071687A - Flexible joint - Google Patents

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에른스트 안토니우스 바커
앤쏘니 퓌 리앙 리유
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체슈트라텐 알베르투스 빌헬무스 요하네스
쉘 인터내셔널 리써치 마챠피즈 비 브이
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    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

가요성 조인트 (2) 는 제 1 강성벽부 (4), 제 2 강성벽부 (14), 이들 제 1, 2 강성벽부 (4, 14) 사이에 놓이는 가요성벽부 (12) 를 포함하며, 이들 세 개의 벽부는 조인트를 통과하는 길이방향 통로를 한정하면서 이 통로를 따라서 배치된다. 슬리브 (22) 는 그의 한 단부에서 제 1 강성벽부 (4) 에 고정되며 통로를 따라 신장되어 제 2 강성벽부 (14) 와 겹치게 된다. 슬리브 (22) 는 가요성 벽부 (12) 로부터 떨어져 있고 제 2 강성벽부 (14) 에 대해 자유로히 움직일 수 있다. 제 1 태양에 따르면, 슬리브 (22) 의 표면에는 절연재층 (24) 이 제공되며, 슬리브 (22) 와 가요성 벽부 (12) 사이에는 공간이 있어 사용시 공정유체가 이 공간을 자유롭게 점유할 수 있다. 또한, 제 2 태양에 따르면, 슬리브 (22) 가 제 2 강성벽부 (14) 와 겹치는 부분의 길이는, 슬리브 (22) 에 수직방향으로 측정했을 때 이 슬리브 (22) 와 제 2 강성벽부 (14) 사이의 거리의 5배 이상이 된다.The flexible joint 2 includes a first rigid wall portion 4, a second rigid wall portion 14, and a flexible wall portion 12 lying between these first and second rigid wall portions 4, 14, and these three Wall portions are disposed along this passage, defining a longitudinal passage through the joint. The sleeve 22 is fixed at one end to the first rigid wall portion 4 and extends along the passageway so as to overlap the second rigid wall portion 14. The sleeve 22 is away from the flexible wall portion 12 and can move freely with respect to the second rigid wall portion 14. According to the first aspect, an insulating material layer 24 is provided on the surface of the sleeve 22, and there is a space between the sleeve 22 and the flexible wall 12 so that the process fluid can freely occupy this space in use. . Further, according to the second aspect, the length of the portion where the sleeve 22 overlaps the second rigid wall portion 14 is measured by the sleeve 22 and the second rigid wall portion 14 when measured in the direction perpendicular to the sleeve 22. More than 5 times the distance between

Description

가요성 조인트Flexible joint

도관과 용기에서 가요성 조인트에 대한 필요성은 화학 공정 플랜트의 설계 및 건설의 경우에 종종 발생된다. 많은 경우에, 종래의 용기 및 파이프 설비는 현재의 공정 작업조건에 대해서는 너무 강성이 크며, 이렇게 강성이 큰 설비의 작업은 공정장비의 허용불가능한 급속한 악화 및 불량을 초래하게 된다. 따라서, 용기 또는 파이프의 벽에 결합될 수 있는 가요성 조인트가 필요하게 되고, 이 가요성 조인트는 공정 작업조건에 견디는데 필요한 정도의 가요성을 갖게 된다. 가요성 조인트의 설계는 오랫동안 행해져 오고 있다. 파이프 설비에 사용되는 일반적인 가요성 조인트에 대한 참고문헌으로서는, R.H. Perry 및 C.H. Chilton 이 편집한 것으로 Chemical Engineers' Handbook 제 5 판 6-48 쪽을 들 수 있다. 용기, 파이프 등에 사용되는 전형적인 가요성 조인트는 가요성 벽부에 의해 연결된 제 1,2 강성벽부를 갖고 있다. 이들 세 개의 벽부는 공정 유체가 관류할 수 있는 길이방향 통로를 한정하게 되며 이 통로의 길이방향으로 배치된다. 일반적으로 가요성 벽부는 당기술 분야에서 "벨로우즈" 라고 하는 파형벽 형태로 되어 있다.The need for flexible joints in conduits and containers often arises in the case of the design and construction of chemical process plants. In many cases, conventional vessel and pipe equipment is too rigid for current process operating conditions, and the operation of such rigid equipment results in unacceptable rapid deterioration and failure of the process equipment. Thus, there is a need for a flexible joint that can be joined to the wall of a vessel or pipe, which has the degree of flexibility required to withstand process operating conditions. The design of flexible joints has been done for a long time. As a reference for general flexible joints used in pipe installations, see R.H. Perry and C.H. Edited by Chilton, Chemical Engineers' Handbook, Fifth Edition, pages 6-48. Typical flexible joints used in containers, pipes, etc., have first and second rigid wall portions connected by flexible wall portions. These three walls define a longitudinal passageway through which process fluid can flow and are disposed in the longitudinal direction of the passageway. In general, the flexible wall portion is in the form of a corrugated wall called "bellows" in the art.

더욱 최근에는, 화학 공정이 발달함에 따라, 고온 유체, 부식성 및 마모성 유체에 노출되는 등과 같은 더욱 가혹한 환경에서도 견딜 수 있는 가요성 조인트를 제공할 필요가 있게 되었다. 특히 가혹한 공정 환경의 예로서 탄화수소의 유체 촉매 크랙킹에서 찾을 수 있는데, 여기서는 탄화수소 증기와 포획된 촉매입자를 함유하는 유체를 고온에서 포함하여 전달할 필요가 있다. 전형적인 공정 작업온도는 반응 단계에서 550℃ 정도이며, 재생성 단계에서는 750℃ 정도이다. 이와 같은 높은 작업온도 및 크랙킹 촉매와 같은 마모성 요소의 존재는, 가요성 조인트의 가요성 부분에 있어서는 매우 가혹한 조건이 됨을 알 수 있다. 가요성 조인트의 가요성 부분이 조기에 못 쓰이게 되는 것을 방지하기 위해서는, 조인트를 강합금과 같은 적절한 저항성 재료로 만들고 가요성 부분이 공정유체에 직접 노출되는 것을 막는 것이 필요하다.More recently, with the development of chemical processes, there is a need to provide flexible joints that can withstand even harsher environments, such as exposure to hot fluids, corrosive and abrasive fluids. An example of a particularly harsh process environment can be found in hydrocatalytic cracking of hydrocarbons, where it is necessary to deliver a fluid containing hydrocarbon vapor and entrapped catalyst particles at high temperature. Typical process operating temperatures are around 550 ° C. in the reaction stage and about 750 ° C. in the regeneration phase. It can be seen that such high operating temperatures and the presence of abrasive elements such as cracking catalysts are very harsh conditions in the flexible part of the flexible joint. To prevent premature use of the flexible part of the flexible joint, it is necessary to make the joint a suitable resistive material such as a steel alloy and to prevent the flexible part from being directly exposed to the process fluid.

유럽특허 출원번호 445 352 호에는, 제 1 강성벽부, 제 2 강성벽부 및, 양 단부가 상기 강성벽부들에 용접되는 가요성 벽부를 갖는 가요성 조인트가 소개되어 있다. 이들 세 벽부는 조인트를 통과하는 길이방향 통로를 한정하게 되며, 상기 조인트는 슬리브를 포함하는 슬리브 부재도 갖고 있는데, 이 슬리브의 한단부는 제 1 강성벽부에 고정되고 다른 단부는 제 2 강성벽부 안으로 신장되어 있으며, 슬리브의 외경은 가요성 벽부의 내경 및 제 2 강성벽부의 내경 보다 작게 되어 있다.European Patent Application No. 445 352 introduces a flexible joint having a first rigid wall portion, a second rigid wall portion and a flexible wall portion at both ends welded to the rigid wall portions. These three walls define a longitudinal passage through the joint, the joint also having a sleeve member comprising a sleeve, one end of the sleeve being secured to the first rigid wall portion and the other end extending into the second rigid wall portion. The outer diameter of the sleeve is smaller than the inner diameter of the flexible wall portion and the inner diameter of the second rigid wall portion.

상기 종래의 가요성 조인트는 슬리브의 외측표면상에 배치되는 열절연재로 채워지는 박스 및, 슬리브의 자유단과 제 2 강성벽부 사이에 배치되는 시일도 포함하고 있다. 변형예에서, 제 1 강성벽부 중에서 통로와 대향하는 부분, 슬리브의 내측면 및 제 2 강성벽부의 내측면에는 내부식성 재료층이 제공되어 있다.The conventional flexible joint also includes a box filled with a heat insulating material disposed on an outer surface of the sleeve, and a seal disposed between the free end of the sleeve and the second rigid wall portion. In a variant, a portion of the first rigid wall portion facing the passage, the inner surface of the sleeve and the inner surface of the second rigid wall portion is provided with a layer of corrosion resistant material.

슬리브의 자유단과 제 2 강성벽부 사이에 배치되는 시일은 열절연재를 지지하고 공정 유체와 찌꺼기들이 공동부안으로 들어가는 것을 억제하는 역할을 한다. 이러한 구성으로 조인트의 가요성 부분에 대해 개선된 열절연을 제공할 수 있다. 그러나, 이것은 구성이 더욱 복잡하고 유지도 더욱 어렵다. 또한, 부식, 취화(embrittlement) 및/또는 슬리브와 제 2 강성벽부 간의 상대운동으로 인해 시일이 불량하게 되고 결국에는 그 기능을 손실하게 된다. 시일로부터 생긴 부스러기는 공정 유체에 의해 플랜트의 다른 부분으로 전달되어 플랜트 설비에 막힘 및 손상을 초래하게 된다.The seal disposed between the free end of the sleeve and the second rigid wall portion serves to support the thermal insulation material and to prevent process fluid and debris from entering the cavity. This configuration can provide improved thermal insulation for the flexible portion of the joint. However, this is more complicated and more difficult to maintain. In addition, corrosion, embrittlement and / or relative movement between the sleeve and the second rigid wall portion results in poor seals and eventually loss of function. Debris from the seal is transferred to other parts of the plant by the process fluid, causing blockages and damage to the plant equipment.

시일이 불량해지면, 고온의 공정 유체는 슬리브 부재와 가요성 벽부 사이의 환상 공간부내로 들어갈 수 있다. 공정 유체는 열절연을 도와주게 되는 정체층(stagnant layer) 을 형성하게 된다. 그러나, 환상 영역의 입구에서 유체 유동은 난류가 되며, 이리하여 고온의 공정 유체가 제 2 강성벽부와 직접 접촉하게 된다. 이러한 접촉으로 인해 제 2 강성벽부의 온도가 상승하게 된다. 이것이 제 2 강성벽부 그 자체에 영향을 주지는 않지만, 가요성 벽부와 제 2 강성벽부 사이의 용접부에는 영향을 주게 된다.If the seal becomes poor, hot process fluid may enter the annular space between the sleeve member and the flexible wall. The process fluid forms a stagnant layer that aids in thermal insulation. However, at the inlet of the annular region the fluid flow becomes turbulent, such that hot process fluid is in direct contact with the second rigid wall portion. This contact causes the temperature of the second rigid wall portion to rise. This does not affect the second rigid wall portion itself, but affects the weld between the flexible wall portion and the second rigid wall portion.

따라서, 간단한 구성과 유지의 용이성을 겸비함과 동시에, 취급되는 고온의 공정 유체로부터 그의 가요성 부분을 보호할 수 있는 가요성 조인트가 필요하게 된다. 특히, 가요성 벽부의 열절연을 정확히 제어할 수 있는 가요성 조인트도 필요하다. 이러한 조인트는 앞서 말한 유체 촉매 크랙킹 공정과 같은 경우에 적용될 때 중요한데, 이러한 공정에서, 가요성 벽부는 공정 유체의 온도보다 매우 낮은 온도에서, 또한 취급되는 탄화수소의 이슬점 보다는 높은 온도에서 유지되어야 한다. 열절연이 너무 지나치게 이루어지면, 가요성 벽부의 온도가 공정 유체의 이슬점 온도 이하로 내려가게 되고, 이 결과 가요성 조인트의 내측면에 응결이 발생하게 된다. 또한 이 때문에 가요성 벽부가 부식이 되고 수명이 단축되게 된다.Accordingly, there is a need for a flexible joint that can combine its simple construction and ease of maintenance, and at the same time protect its flexible portion from the hot process fluid being handled. In particular, there is also a need for a flexible joint that can accurately control the thermal insulation of the flexible wall. Such joints are important when applied in such cases as the above-mentioned fluid catalytic cracking process, in which the flexible wall must be maintained at a temperature much lower than the temperature of the process fluid and also at a temperature higher than the dew point of the hydrocarbon being handled. If the thermal insulation is too much, the temperature of the flexible wall drops below the dew point temperature of the process fluid, resulting in condensation on the inner side of the flexible joint. This also causes the flexible wall to corrode and shorten its lifespan.

또한, 가요성 벽부와 제 2 강성벽부 사이에 있는 용접부가 불량해지는 것도 막아야 한다.In addition, the weld between the flexible wall portion and the second rigid wall portion should also be prevented from failing.

본 발명은 유체가 흐르는 도관 및 용기에 사용되는 가요성 조인트에 관한 것이다. 구체적으로 말하면, 고온과 같은 악조건하에서 사용되며 부식성 유체를 취급할 수 있는 가요성 조인트에 관한 것이다.The present invention relates to a flexible joint for use in a conduit and vessel through which a fluid flows. Specifically, it relates to a flexible joint that can be used under adverse conditions such as high temperature and can handle corrosive fluids.

도 1 은 본 발명의 제 1 태양에 대한 제 1 실시예에 따른 가요성 조인트의 절반부를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a half of a flexible joint according to a first embodiment of the first aspect of the present invention.

도 2 는 본 발명의 제 1 태양에 대한 제 2 실시예에 따른 가요성 조인트의 슬리브 부분을 나타내는 도면이다.2 shows a sleeve portion of a flexible joint according to a second embodiment of the first aspect of the invention.

도 3 은 본 발명의 제 1 태양에 대한 제 3 실시예에 따른 가요성 조인트의 슬리브 부분을 나타내는 도면이다.3 shows a sleeve portion of a flexible joint according to a third embodiment of the first aspect of the invention.

도 4 는 본 발명의 제 2 태양에 따른 가요성 조인트의 일부분를 나타내는 도면이다.4 illustrates a portion of a flexible joint according to a second aspect of the present invention.

이러한 해결과제를 고려한 본 발명의 가요성 조인트는 제 1 강성벽부, 제 2 강성벽부 및 양 단부가 이들 강성벽부에 용접되는 가요성 벽부를 포함하며, 상기 세 벽부는 상기 조인트를 통과하는 길이방향 통로를 한정하면서 이 통로의 길이방향으로 배치되며, 또한 상기 가요성 조인트는 슬리브를 갖는 슬리브 부재를 더 포함하고, 이 슬리브의 한 단부는 제 1 강성벽부에 고정되며 타 단부는 제 2 강성벽부에 고정되며, 제 1 강성벽부에서 상기 통로와 대면하는 부분과 슬리브의 내측면 및 제 2 강성벽부의 내측면에는 내부식성 재료층이 제공되며, 상기 슬리브 부재의 외경은 가요성 벽부의 내경과 제 2 벽부상에 있는 내부식성 재료층의 내경보다 작고, 제 2 강성벽부와 내부식성 재료층 사이에 배치되는 열절연재층이 상기 제 2 강성벽부에 또한 제공된다.Considering this problem, the flexible joint of the present invention includes a first rigid wall portion, a second rigid wall portion, and a flexible wall portion at both ends welded to these rigid wall portions, and the three wall portions are longitudinal passages through the joint. The flexible joint further comprises a sleeve member having a sleeve, one end of which is fixed to the first rigid wall portion and the other end to the second rigid wall portion, defining a length of the passageway. The first rigid wall portion facing the passageway and the inner surface of the sleeve and the inner surface of the second rigid wall portion are provided with a layer of corrosion resistant material, the outer diameter of the sleeve member being on the inner diameter of the flexible wall portion and on the second wall portion. A second layer of thermal insulation material smaller than the inner diameter of the layer of corrosion resistant material at and disposed between the second rigid wall portion and the layer of corrosion resistant material is also provided.

본 출원인은, 열절연재를 사용하면, 용접부에 대한 손상이 방지되어 가요성 조인트의 사용수명이 증가될 정도로 정상 작동시에 제 2 강성벽부의 온도가 저하되는 것을 알아냈다.Applicants have found that the use of a thermal insulation material reduces the temperature of the second rigid wall portion during normal operation such that damage to the weld is prevented and the service life of the flexible joint is increased.

가요성 조인트는 용기의 벽, 더욱 일반적으로는 도관 또는 파이프 라인에 결합하여 사용될 수 있다. 그의 단면에 있어 가요성 조인트의 벽부는 조인트가 설치되는 용기 또는 도관의 단면에 적합하다면 어떠한 형태라도 취할 수 있다. 가장 일반적인 경우로서 강성벽부의 단면은 실린더형으로 된다. 일반적으로 강성벽부는 인접한 장치와 동일한 재료로 만들어진다. 전형적인 재료로는 마일드 스틸(mild steel), 스테인레스강 및 기타 합급강이 있는데, 이의 선택은 당시의 공정조건과 취급되는 유체에 따라 결정된다.Flexible joints may be used in conjunction with the walls of the vessel, more generally with conduits or pipelines. The wall portion of the flexible joint in its cross section may take any form as long as it is suitable for the cross section of the vessel or conduit in which the joint is installed. In the most common case, the cross section of the rigid wall portion is cylindrical. In general, the rigid wall portion is made of the same material as the adjacent device. Typical materials are mild steel, stainless steel and other alloyed steels, the choice of which depends on the process conditions at the time and the fluid being handled.

가요성 벽부는 제 1 및 2 강성벽부 사이에 배치되어 이들 두 강성벽부간의 상대운동을 흡수하도록 되어 있다. 이러한 상대운동은 예컨데 공정장비에서 발생하는 진동, 압력 및 온도차에 기인하는 것이다. 가요성 벽부는 적절하다면 어떠한 형태라도 좋다. 가장 일반적으로, 가요성 벽부는 통상적으로 "콘서티나(concertina)" 또는 "벨로우즈" 라고 하는 길이방향 파형(undulant) 모양으로 되어 있다. 이 파형의 크기 및 형태는 요구되는 가요성의 정도 및 변위에 따라 결정된다. 가요성 벽부의 선택 및 설계에 대한 기술은 당 기술분야에서는 알려저 있다. 가요성 벽부는 강성벽부의 구성과 관련하여 언급한 재료들을 포함해서 어떠한 적절한 재료로도 만들 수 있다. 일반적으로 얇게 된 가요성 벽부는 강성벽부 보다 응력 부식 및 취화 파손을 더 잘 격게 된다. 따라서, 가요성 벽부에 대해서는 저항성이 더욱 크고 이에 따라 비싼 재료를 사용해야 한다. 그러나, 본 발명의 한 이점으로서, 예컨데 인코넬(Inconel) 및 인코로이 합급(Incoloy alloy)과 같은 일반적인 재료를 사용할 수 있다는 것이다.The flexible wall portion is arranged between the first and second rigid wall portions to absorb the relative motion between these two rigid wall portions. This relative motion is due to, for example, vibration, pressure and temperature differences in the process equipment. The flexible wall may be of any shape as appropriate. Most commonly, the flexible wall is in the form of a longitudinal waveform, commonly referred to as a "concertina" or "bellows." The magnitude and shape of this waveform is determined by the degree of flexibility and displacement required. Techniques for selecting and designing flexible walls are known in the art. The flexible wall can be made of any suitable material, including the materials mentioned in connection with the construction of the rigid wall. Thinner flexible walls are generally more resistant to stress corrosion and embrittlement failure than rigid walls. Therefore, more flexible and therefore expensive materials must be used for flexible walls. However, as an advantage of the present invention, it is possible to use common materials such as, for example, Inconel and Incoloy alloys.

슬리브는 가요성 조인트내에서 통로를 따라 신장되어 있다. 이 슬리브의 일 단부는 제 1 강성벽부에 고정되며, 이를 위해 적절한 고정 방법을 사용할 수 있다. 슬리브를 제 1 강성벽부에 고정하는데 가장 적절한 방법은 용접에 의한 것이다. 슬리브는 통로내에서 신장되어 제 2 강성벽부와 겹치게 된다. 슬리브는 가요성 벽부로부터 떨어져 있다. 슬리브의 다른 단부는 고정되지 않음으로써, 슬리브는 제 2 강성벽부에 대해 상대적인 움직임이 가능하다. 일반적으로, 슬리브중에서 제 2 강성벽부와 겹치는 부분은 제 2 강성벽부로부터 떨어져 있게 된다.The sleeve extends along the passageway in the flexible joint. One end of the sleeve is fixed to the first rigid wall portion, for which an appropriate fixing method can be used. The most suitable method of securing the sleeve to the first rigid wall portion is by welding. The sleeve extends in the passageway to overlap the second rigid wall portion. The sleeve is away from the flexible wall. The other end of the sleeve is not fixed, so that the sleeve can be moved relative to the second rigid wall portion. In general, the portion of the sleeve that overlaps the second rigid wall portion is away from the second rigid wall portion.

한 바람직한 실시예에 따르면, 슬리브 부재는 연속적인 벽표면을 제공하도록 제 1 강성벽부로부터 신장되며, 이로써 가요성 조인트를 통과하는 유체의 유동에 아무런 장애를 주지 않게 되는데, 다시 말해, 슬리브와 제 1 및 2 강성벽부의 일부는 상기 조인트를 통과하는 유체의 유동을 위한 실질적으로 매끄러운 면의 통로를 형성하게 된다. 슬리브 부재와 가요성 벽부 사이에 필요한 거리는 가요성 벽부로 한정되는 통로의 폭을 가요성 조인트의 공칭(nominal) 폭, 즉 슬리브 부재와 제 1 및 2 강성벽부의 일부분으로 한정되는 매끄러운 면의 통로의 폭 보다 크게 함으로써 얻어진다. 이와는 달리, 차선책으로서의 구성에서는 통로안으로 신장되는 슬리브 부재가 포함되는데, 이리 하여 조인트를 따라 유체 통로에 협소한 부분이 존재하게 된다.According to one preferred embodiment, the sleeve member is elongated from the first rigid wall portion to provide a continuous wall surface, thereby not impairing the flow of fluid through the flexible joint, ie the sleeve and the first And a portion of the 2 rigid wall portions form a substantially smooth surface passage for the flow of fluid through the joint. The distance required between the sleeve member and the flexible wall portion is such that the width of the passageway defined by the flexible wall portion is the nominal width of the flexible joint, i.e. the width of the smooth side passageway defined by the sleeve member and the portion of the first and second rigid wall portions. It is obtained by making it larger. In contrast, the suboptimal construction includes a sleeve member that extends into the passageway, such that a narrow portion exists in the fluid passageway along the joint.

슬리브는 공정작업 조건에 필요한 저항성을 제공할 수 있는 적절한 재료로 만들어진다. 일반적으로, 슬리브는 제 1 및 2 강성벽부와 동일한 재료로 만들어진다.The sleeve is made of a suitable material that can provide the necessary resistance to processing conditions. In general, the sleeve is made of the same material as the first and second rigid walls.

작업시에 공정 유체는 슬리브 부재와 가요성 벽부 사이에 있는 환상의 공간부를 점유하게 된다. 공정 유체는 슬리브 부재의 자유단과 제 2 강성벽부 사이의 공간으로 들어갈 수 있다. 환상공간내의 유체는 비교적 정체되어 있고 가요성 벽부를 위한 절연매체로서 작용하게 된다. 환상 공간부내에서 공정유체가 정체되어 있도록 하기 위해서는, 설치하여 사용될 때 제 1 강성벽부를 가요성 조인트의 상류단에 위치시키는 것이 바람직하다.In operation, the process fluid occupies an annular space between the sleeve member and the flexible wall. The process fluid may enter the space between the free end of the sleeve member and the second rigid wall portion. The fluid in the annular space is relatively stagnant and acts as an insulating medium for the flexible wall. In order to keep the process fluid stationary in the annular space, it is preferable to position the first rigid wall portion upstream of the flexible joint when installed and used.

슬리브의 표면상에는 열절연재가 제공된다. 이 열절연재는 취급되는 공정유체와 직접 접촉하도록 하면서 슬리브의 표면상에 부착할 수도 있다. 바람직하게는, 이 열절연재는 가요성 벽부와 대면하는 슬리브의 표면상에 제공된다. 필요에 따라서는, 열절연재를 양 표면상에 제공할 수도 있다. 열절연재층은 하나 또는 복수 개로 할 수도 있다. 복수의 층을 사용하는 경우에, 이들 층은 서로 동일하거나 또는 상이한 재료로 형성할 수도 있다. 층의 개수와 위치 및 열절연재의 종류는 가요성 조인트가 받게 되는 공정 작업조건, 가요성 벽부의 재료 및 취급되는 공정유체의 특성에 따라 결정된다. 상기 열절연재는, 그로 형성된 비교적 얇은 층이 요구하는 바의 절연성을 제공할 수 있도록, 높은 작업온도에서 낮은 열전도도를 가져야 한다. 이 열절연재에는 회분, 황 및 클로라이드 성분이 가능한 적어야 한다. 열절연재는 주어진 공정조건, 예컨데 고온과 같은 조건하에서 사용되기에 적합해야 한다. 열절연재는 섬유 세라믹 재료로 되는 것이 바람직하다. 적절한 세라믹 재료로는, 실리카, 알루미나, 지르콘니아, 마그네시아, 칼시아 및 이들의 혼합물로 된 섬유가 있다. 적절한 재료로는, 예컨데 "Saffil" 및 "Zircar" 의 상품명으로 판매되는 것을 사용할 수 있다. 또는, 열절연재이지만 그래도 덜 선호되는 재료로는 흑연 및 애쉬 페이퍼(ash paper) 가 있다. 이들 역시 구입이 가능한 것이다.On the surface of the sleeve is provided a thermal insulation material. The thermal insulator may also adhere on the surface of the sleeve while making direct contact with the process fluid being handled. Preferably, this thermal insulator is provided on the surface of the sleeve facing the flexible wall. If necessary, a heat insulating material may be provided on both surfaces. The heat insulating material layer may be one or plural. In the case of using a plurality of layers, these layers may be formed of the same or different materials from each other. The number and location of the layers and the type of thermal insulation material depend on the process operating conditions the flexible joint is subjected to, the material of the flexible wall and the characteristics of the process fluid being handled. The thermal insulation material should have low thermal conductivity at high working temperatures so as to provide the insulation as required by the relatively thin layer formed thereon. This thermal insulation should contain as little ash, sulfur and chloride as possible. The thermal insulation material should be suitable for use under given process conditions, eg high temperature. It is preferable that the thermal insulation material is made of a fiber ceramic material. Suitable ceramic materials include fibers of silica, alumina, zirconia, magnesia, calcia and mixtures thereof. As suitable materials, for example, those sold under the trade names "Saffil" and "Zircar" can be used. Alternatively, the thermally insulating material but still less preferred materials are graphite and ash paper. These are also available for purchase.

본 발명의 한 바람직한 실시예에 따르면, 슬리브에 열절연재로 형성되는 층은 보호 슬리브로 덮히게 된다. 이 보호 슬리브는 열절연재의 거의 전부분을 덮게 됨으로써, 슬리브와 열절연재의 샌드위치가 형성된다. 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 보호 슬리브는 열절연재층에 고정되지 않으며, 이리 하여 보호 슬리브가 열절연재에 대해 상대적인 움직임이 가능하게 되며, 이 결과, 예컨데 열팽창 효과로 인해 발생하는 구성요소간의 상대운동이 허용되게 된다.According to one preferred embodiment of the invention, the layer formed of the thermal insulation material on the sleeve is covered with a protective sleeve. The protective sleeve covers almost the entire portion of the heat insulating material, thereby forming a sandwich of the sleeve and the heat insulating material. According to another preferred embodiment, the protective sleeve is not fixed to the thermal insulating material layer, thereby enabling the protective sleeve to move relative to the thermal insulating material, as a result of the relative movement between the components resulting from the thermal expansion effect, for example. Is allowed.

상기 가요성 조인트는 내화 산화물 형태의 내부식성 재료층이 제공되는데, 이 층은 조인트가 사용될 때 공정유체와 인접하는 슬리브의 표면을 덮게 된다. 적절한 내화 재료는 당 기술분야에서 널리 공지되어 있으며 구입이 가능하다. 적절한 내화 재료로는, 실리카, 알루미나, 타탄니아, 지르콘니아, 칼시아, 마그네시아 및 이들의 혼합물이 있다. 한 적절한 내화 재료는 알루미나와 실리카의 혼합물로서, 이는 "CURAS 90 PF" 라는 상품명으로 판매되고 있다. 내화 산화물은 일반적으로 시멘트 또는 타일 또는 블럭 형태로 사용된다. 내화 산화물층은 절연재층보다 비교적 두껍다. 내화 산화물은 다공질이기 때문에, 공정유체의 일부가 저면에 이를 수 있다. 내화 산화물의 근본 목적은 저면을 마모 및 부식으로 부터 보호하는 것이다. 필요에 따라서는, 내화 산화물층은 슬리브 표면을 덮고 있는 절연재 층위에 제공될 수도 있다.The flexible joint is provided with a layer of corrosion resistant material in the form of refractory oxide, which covers the surface of the sleeve adjacent the process fluid when the joint is used. Suitable refractory materials are well known in the art and commercially available. Suitable refractory materials include silica, alumina, tartannia, zirconia, calcia, magnesia and mixtures thereof. One suitable refractory material is a mixture of alumina and silica, which is sold under the trade name "CURAS 90 PF". Refractory oxides are generally used in the form of cement or tiles or blocks. The refractory oxide layer is relatively thicker than the insulating material layer. Since the refractory oxide is porous, some of the process fluid may reach the bottom. The primary purpose of refractory oxides is to protect the bottom from abrasion and corrosion. If desired, a refractory oxide layer may be provided over the insulation layer covering the sleeve surface.

제 2 강성벽부의 표면상에 제공되는 열절연재층은 제 2 강성벽부의 표면중에서 적어도 슬리브와 겹치는 부분을 덮어야 한다. 더욱 바람직하게는, 열절연재층은 제 2 강성벽부의 표면을 더욱 많이 덮는 것이 좋다. 슬리브상의 열절연재층으로 사용될 수 있는 상기한 적절한 재료를 채용할 수 있다. 또한, 하나 이상의 층을 사용할 수 있으며, 이때 이들 층은 동일하거나 또는 상이한 재료로 이루어진다. 슬리브의 표면에 형성되는 내화 산화물에 대해 전술한 바와 같이, 열절연재층은 내화 산화물층으로 덮힌다.The layer of thermal insulation provided on the surface of the second rigid wall portion should cover at least the portion of the surface of the second rigid wall portion that overlaps the sleeve. More preferably, the heat insulating material layer covers more of the surface of the second rigid wall portion. Any suitable material described above that can be used as the heat insulating material layer on the sleeve can be employed. In addition, one or more layers may be used, wherein these layers are made of the same or different materials. As described above for the refractory oxide formed on the surface of the sleeve, the thermal insulation layer is covered with the refractory oxide layer.

전술한 바와 같이, 슬리브 부재는 가요성 벽부로부터 떨어져 있게 되어, 작동시 공정유체가 흘러들어갈 수 있는 환상 공간부가 형성되게 된다. 이 환상 공간부내의 공정유체는 가요성 벽부를 더 절연시키는 작용을 하게 되는, 비교적 정체된 유체의 수용부(reservoir)를 형성하게 된다. 이 유체 수용부가 절연체로서 적절히 그 기능을 수행할 수 있도록 하기 위해서는, 유체가 수용부내에서 비교적 정체되어 있는 것이 중요하다. 슬리브 부재의 자유단부의 구성 및 그의 제 2 강성벽부와의 관계가 환상 공간부내의 공정유체의 절연특성, 특히 슬리브 부재가 제 2 강성벽부와 겹치는 길이에 중요한 영향을 준다는 것이 밝혀졌다.As mentioned above, the sleeve member is spaced apart from the flexible wall, thereby forming an annular space through which the process fluid can flow during operation. The process fluid in this annular space forms a reservoir of relatively stagnant fluid which serves to further insulate the flexible wall. In order for this fluid container to be able to perform its function properly as an insulator, it is important that the fluid is relatively stationary in the container. It has been found that the configuration of the free end of the sleeve member and its relationship with the second rigid wall portion have an important effect on the insulating properties of the process fluid in the annular space, in particular the length at which the sleeve member overlaps with the second rigid wall portion.

슬리브 부재에서 제 2 강성벽부와 겹치게 되는 부분의 길이는, 슬리브 부재에 수직인 방향으로 측정했을 때 이 슬리브 부재로 부터 제 2 강성벽부까지의 거리의 5배 이상이다.The length of the portion of the sleeve member overlapping with the second rigid wall portion is at least five times the distance from the sleeve member to the second rigid wall portion as measured in the direction perpendicular to the sleeve member.

바람직하게는, 슬리브 부재에서 제 2 강성벽부와 겹치는 부분의 길이는 어떤 조건하에서도 100mm 이상이며, 더욱 바람직하게는 200mm 이상이다.Preferably, the length of the portion overlapping with the second rigid wall portion in the sleeve member is 100 mm or more under any condition, more preferably 200 mm or more.

슬리브 부재의 자유단과 제 2 강성벽부 사이의 틈새는, 조인트가 사용중에 있을 때 두 구성요소간의 어떠한 상대운동도 수용할 수 있도록 충분해야 함을 알 수 있을 것이다. 한 바람직한 실시예에서, 슬리브 부재와, 그리고 제 1 및 2 강성벽부의 일부는 조인트를 통과하는 유체의 유동을 위한 실질적으로 매끈한 면의 통로를 형성하게 된다. 이 경우, 슬리브의 종축선과 평행한 선을 따라 측정했을 때 슬리브의 자유단과 제 2 강성벽부 사이의 거리는 어떠한 조건하에서도 10mm 이상이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 25mm 이다.It will be appreciated that the clearance between the free end of the sleeve member and the second rigid wall portion should be sufficient to accommodate any relative movement between the two components when the joint is in use. In one preferred embodiment, the sleeve member and portions of the first and second rigid wall portions form a substantially smooth faced passageway for the flow of fluid through the joint. In this case, the distance between the free end of the sleeve and the second rigid wall portion when measured along a line parallel to the longitudinal axis of the sleeve is preferably 10 mm or more, more preferably 25 mm, under any condition.

본 발명의 가요성 조인트는 가요성 조인트가 필요한 어느 분야에도 적용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 가요성 조인트는 가혹한 조건하에서 유체를 취급하는데, 특히 부식성 유체 및/또는 고온에서 사용되는 유체를 취급하는데 특히 적합하다. 또한, 내화 산화물을 사용함으로써, 마모성 및 부식성 유체에 대한 저항성이 큰 가요성 조인트를 얻을 수 있다. 이러한 조인트는 화학 및 정련 플랜에서 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 가요성 조인트는 탄화수소의 유체 촉매 크랙킹과 같은 유동화된 고형매체를 취급하는 공정에 특히 유용하다. 다른 특별한 적용예로서는 매우 고온의 가스, 예컨데 고온의 연도가스를 취급하는 경우이다. 첨부된 도면을 참고로 본 발명을 더욱 상세히 설명하도록 한다.The flexible joint of the present invention can be applied to any field where a flexible joint is needed. As noted above, the flexible joints are particularly suitable for handling fluids under harsh conditions, in particular for handling corrosive fluids and / or fluids used at high temperatures. In addition, by using the refractory oxide, a flexible joint having high resistance to wear and corrosive fluid can be obtained. Such joints can be used in chemical and refining plans. As noted above, the present flexible joints are particularly useful for processes that handle fluidized solid media, such as hydrocatalytic cracking of hydrocarbons. Another particular application is the case of handling very hot gases, such as hot flue gases. With reference to the accompanying drawings will be described in more detail the present invention.

도 1 을 참조하면, 공정 파이프라인에 사용되는 것으로 참조번호“2”로 표시된 일반적으로 실린더형의 가요성 조인트는 제 1 강성벽부 (4) 포함한다. 이 강성벽부는 좁은 실린더형 외단부 (6) 및, 중앙의 절두 원추형 벽부 (8) 에 의해 연결된 넓은 실린더형 내단부 (10) 를 갖고 있다.Referring to FIG. 1, a generally cylindrical flexible joint, denoted by reference numeral “2” for use in a process pipeline, includes a first rigid wall portion 4. This rigid wall portion has a narrow cylindrical outer end portion 6 and a wide cylindrical inner end portion 10 connected by a central truncated conical wall portion 8.

일반적으로 실린더형으로 되어 있는 가요성 벽부 (12) 는 제 1 강성벽부 (4) 로부터 제 2 강성벽부 (14) 까지 신장되어 있다. 상기 제 2 강성벽부는 제 1 강성벽부 (4) 와 유사한 내단부, 중앙 벽부 및 외단부 (16, 18, 20) 를 갖고 있으며 방향은 제 1 강성벽부와 반대로 되어 있다. 가요성 벽부의 양 단부는 상기 강성 벽부들에 용접되어 있다. 제 1 벽부 (4), 가요성 벽부 (12) 및 제 2 벽부 (14) 는 단일의 중앙 종축선을 중심으로 대칭적으로 배치되고 통로 P 를 한정하게 된다.The flexible wall portion 12, which is generally cylindrical, extends from the first rigid wall portion 4 to the second rigid wall portion 14. The second rigid wall portion has an inner end portion, a central wall portion and an outer end portion 16, 18, 20 similar to the first rigid wall portion 4, and the direction is opposite to the first rigid wall portion. Both ends of the flexible wall are welded to the rigid walls. The first wall portion 4, the flexible wall portion 12 and the second wall portion 14 are arranged symmetrically about a single central longitudinal axis and define a passage P.

상기 가요성 벽부 (12) 의 단면은, 일반적으로 당 기술분야에서 처럼, 종종 "벨로우즈(bellows)"라고 하는 파형으로 되어 있다.The cross section of the flexible wall 12 is in the form of a waveform, often referred to as "bellows," as is generally known in the art.

슬리브 (22) 를 포함하는 실린더형 슬리브 부재 (21) 는 상기 벽부 (4, 12, 14) 와 동심으로 배치되며 그의 일단부는 외단부 (6) 와 중앙부 (8) 가 서로 이어지는 지점에서 용접부(도시 안됨)에 의해 제 1 강성벽부 (4) 에 연결된다. 상기 슬리브 (22) 는 가요성 벽부 (12) 를 지나서 까지 신장되어 제 2 강성벽부의 내단부와 겹치게 된다.A cylindrical sleeve member 21 comprising a sleeve 22 is arranged concentrically with the wall portions 4, 12, 14, one end of which is welded (shown at a point where the outer end 6 and the central portion 8 connect with each other). Is connected to the first rigid wall portion 4). The sleeve 22 extends beyond the flexible wall 12 to overlap the inner end of the second rigid wall portion.

슬리브 (22) 의 내측표면 및 통로 P 와 대향하는 제 1 강성벽부의 일 부분의 내측표면상에 내부식성 재료층 (26) 이 제공된다. 또한, 제 2 강성벽부 (20) 의 내측에도 내부식성 재료층 (28) 이 제공되어 있다.A layer of corrosion resistant material 26 is provided on the inner surface of the sleeve 22 and on the inner surface of a portion of the first rigid wall portion opposite the passage P. The corrosion resistant material layer 28 is also provided inside the second rigid wall portion 20.

상기 슬리브 부재의 외경은 가요성 벽부 (12) 의 최소 내경보다 작으며 또한 제 2 강성벽부 (20) 상에 있는 내부식성 재료층 (30) 의 내경 보다도 작다.The outer diameter of the sleeve member is smaller than the minimum inner diameter of the flexible wall portion 12 and smaller than the inner diameter of the corrosion resistant material layer 30 on the second rigid wall portion 20.

또한, 제 2 벽부 (20) 의 내측표면과 내부식성 재료층 (28) 사이에는 열절연재층 (30) 이 있다.Further, there is a thermal insulation layer 30 between the inner surface of the second wall portion 20 and the corrosion resistant material layer 28.

팽창제한봉, 누출감지시스템, 웨더 쉬라우딩(weather shrouding) 및 가스배기 연결부와 같은, 가요성 조인트와 관련된 종래 이음부들은 간략화를 위해 생략하였다.Conventional joints associated with flexible joints, such as expansion limits, leak detection systems, weather shrouding and gas exhaust connections, have been omitted for simplicity.

사용시, 도 1 의 가요성 조인트 (2) 는, 화살표 A 로 표시된 바와 같이 공정 유체가 제 1 강성벽부 (4) 로부터 제 2 강성벽부 (14) 쪽으로 흐르도록 설치된다. 공정 유체는 슬리브 (12) 와 제 2 강성벽부 (14) 의 내단부 (16) 사이의 환상영역 을 통해 슬리브 (22) 와 가요성 벽부 (12) 사이에 있는 공간내로 들어감으로써 열절연층을 형성하게 된다.In use, the flexible joint 2 of FIG. 1 is installed such that the process fluid flows from the first rigid wall portion 4 toward the second rigid wall portion 14, as indicated by arrow A. The process fluid enters the space between the sleeve 22 and the flexible wall portion 12 through the annular region between the sleeve 12 and the inner end 16 of the second rigid wall portion 14 to form a thermal insulation layer. Done.

열절연은, 슬리브 부재 (21) 와 가요성 벽부 (12) 사이의 환상부에서 정체되어 있는 공정 유체층에 의해 이루어지게 된다. 슬리브 부재 (21) 와 제 2 강성벽부 (14) 의 내단벽부 (16) 사이의 환상영역에 있는 유체는 항상 통로 P 에 있는 공정유체와 혼합되게 된다. 따라서, 열절연재층 (30) 이 없으면, 가요성 벽부재 (12) 와 제 2 강성벽부 (14) 간의 용접부가 영향을 받을 수 있을 정도로 내단벽부 (16) 의 온도가 상승하게 된다.Thermal insulation is achieved by the process fluid layer stagnating at the annular portion between the sleeve member 21 and the flexible wall portion 12. The fluid in the annular region between the sleeve member 21 and the inner end wall portion 16 of the second rigid wall portion 14 is always mixed with the process fluid in the passage P. Thus, without the heat insulating material layer 30, the temperature of the inner end wall portion 16 is raised such that the weld between the flexible wall member 12 and the second rigid wall portion 14 can be affected.

도 2 를 참조하면, 제 1 강성벽부 (4) 의 부근에서 슬리브 부재 (21) 및 그 위에 있는 절연재가 확대된 것을 볼 수 있다. 도 2 의 실시예에서 볼 수 있듯이, 슬리브 부재 (2) 는 슬리브 (22) 의 내측면상에 배치된 열절연재층 (32) 을 갖고 있다. 내화 산화물층 (26) 은 열절연재층 (32) 위에 형성되어 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the sleeve member 21 and the insulating material thereon are enlarged in the vicinity of the first rigid wall portion 4. As can be seen in the embodiment of FIG. 2, the sleeve member 2 has a thermal insulation layer 32 disposed on the inner side of the sleeve 22. The refractory oxide layer 26 is formed on the heat insulating material layer 32.

특히 바람직한 실시예를 나타내는 도 2 와 유사한 도 3 을 참조하면, 슬리브 부재 (21) 는 슬리브 (22) 의 외측표면상에 배치되는 열절연재층 (36) 을 포함하고 있다. 또한, 이 열절연재층 (36) 위에는 실린더형 보호 슬리브 (38) 가 제공된다. 슬리브 (22) 의 내측표면상에는 내화 산화물층 (26) 이 있다. 열절연재층 (36) 및 보호 슬리브 (38) 는, 여러 구성요소간의 어떠한 상대운동도 수용할 수 있는 충분한 공간을 허용하면서도, 제 1 강성벽부 (4) 까지 가능한 가깝게 형성되는 것이 바람직하다. 예컨데, 보호 슬리브 (38) 가 열절연재층 (36) 에 견고하게 결합되지 않는 경우에는 공간이 필요하게 된다.Referring to FIG. 3, which is similar to FIG. 2, showing a particularly preferred embodiment, the sleeve member 21 comprises a layer of thermal insulation 36 disposed on the outer surface of the sleeve 22. In addition, a cylindrical protective sleeve 38 is provided on the heat insulating material layer 36. On the inner surface of the sleeve 22 is a refractory oxide layer 26. The thermal insulation layer 36 and the protective sleeve 38 are preferably formed as close as possible to the first rigid wall portion 4 while allowing sufficient space to accommodate any relative movement between the various components. For example, space is required if the protective sleeve 38 is not rigidly bonded to the thermal insulation layer 36.

일반적으로, 유체 촉매 크랙킹 공정에 사용되는 파이프 라인에 적용되는 도 1 내지 도 3 의 실시예에서, 슬리브의 두께는 10mm 정도이다. 절연재로 된 하나의 층 또는 여러 층의 전체 두깨는 3∼10mm 정도이다. 내화 산화물층의 두께는 25mm 정도이다. 보호 커버가 있는 경우에 그의 두께는 3∼6mm 정도가 된다. 여러 구성요소의 두께는 적용 양태에 따라 다름을 알 수 있을 것이다.Generally, in the embodiment of FIGS. 1-3 applied to pipelines used in fluid catalytic cracking processes, the thickness of the sleeve is on the order of 10 mm. The total thickness of one or more layers of insulation is about 3-10 mm. The thickness of the refractory oxide layer is about 25 mm. When there is a protective cover, the thickness thereof is about 3 to 6 mm. It will be appreciated that the thickness of the various components will vary depending upon the application.

도 4 에는 본 발명에 따른 가요성 조인트에 대한 상세한 사항 (치수는 제시되어 있지 않음) 이 도시되어 있다. 도 1 과 관련하여 전술한 구성요소와 같은 도 4 의 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하였고, 또한 간략화를 위해 제 2 강성벽부 (14) 의 열절연재는 나타내지 않았다. 그래서, 도 4 에서, 슬리브 부재 (21) 는 제 2 강성벽부 (14) 의 내단부 (16) 와 겹치도록 신장되어 있다. 도 4 에서 거리 (d) 는 슬리브 부재 (21) 의 외측표면과 내부식성 재료층 (28) 이 제공된 내단부 (16) 의 내측표면 사이의 거리로서, 슬리브 (22) 의 종축선에 대해 수직방향으로 측정된다. 도 4 에 도시된, 제 2 강성벽부 (14) 내에서 슬리브 부재 (21) 의 겹침거리 (l) 는 상기 거리 (d) 의 5배 이상이다. 바람직하게는 상기 거리 (l) 는 200mm 이상이다. 슬리브 (22) 의 종축선과 평행한 방향으로 슬리브 부재 (21) 의 단부로부터 제 2 강성벽부 (14) 까지 측정한 거리 (a) 는 25mm 이상이다.4 shows details (dimensions not shown) for the flexible joint according to the invention. The same reference numerals are used for the components of FIG. 4 as the components described above in connection with FIG. Thus, in FIG. 4, the sleeve member 21 extends to overlap the inner end 16 of the second rigid wall portion 14. In FIG. 4, the distance d is the distance between the outer surface of the sleeve member 21 and the inner surface of the inner end 16 provided with the layer of corrosion resistant material 28, perpendicular to the longitudinal axis of the sleeve 22. Is measured. The overlap distance? Of the sleeve member 21 in the second rigid wall portion 14, shown in FIG. 4, is at least five times the distance d. Preferably the distance l is at least 200 mm. The distance a measured from the end of the sleeve member 21 to the second rigid wall portion 14 in the direction parallel to the longitudinal axis of the sleeve 22 is 25 mm or more.

본 발명을 다음의 실시예로 더 설명하도록 한다.The invention is further illustrated by the following examples.

실시예Example

본 발명에 따른 가요성 조인트의 가요성 벽부의 작동온도를 계산할 수 있다. 가요성 조인트는 도 1 에 도시된 일반적인 구성을 갖는 것으로 하였지만, 도 3 에 도시된 절연재층, 보호 슬리브 및 내화 산화물층을 채용하였다. 가요성 조인트는 종래의 유체 캐탈리틱 크랙킹 플랜트의 제너레이터의 촉매 스탠드-파이프에 설치하는 것으로 하였다. 취급되는 공정 유체는 탄화수소 가스 및 포획된 촉매로 이루어지는 것으로 하였다. 최악의 경우에, 슬리브와 가요성 벽부 사이의 공간은 촉매가 없이 가스로 채워지는 것으로 가정하였다. 가요성 조인트는 본 발명의 제 2 태양의 요건에 따라 도 4 에서 보는 바와 같은 슬리브의 자유단에서의 기하학적 형태를 갖는다. 조인트 구성에 대한 상세한 사항, 조인트의 가요성 벽부의 작동온도 및 최종온도는 아래의 표에서 보는 바와 같다.The operating temperature of the flexible wall of the flexible joint according to the invention can be calculated. The flexible joint was assumed to have the general configuration shown in Fig. 1, but the insulating material layer, the protective sleeve and the refractory oxide layer shown in Fig. 3 were employed. The flexible joint is supposed to be installed in the catalyst stand-pipe of the generator of the conventional fluid catalytic cracking plant. The process fluid to be handled was to consist of a hydrocarbon gas and a trapped catalyst. In the worst case, the space between the sleeve and the flexible wall was assumed to be filled with gas without catalyst. The flexible joint has a geometry at the free end of the sleeve as seen in FIG. 4 in accordance with the requirements of the second aspect of the present invention. Details of the joint configuration, operating temperature and final temperature of the flexible wall of the joint are shown in the table below.

비교를 위해, 동일한 구성을 갖지만 절연재가 없는 가요성 조인트에 대해 유사한 계산을 하였다. 이 실험의 상세한 사항 및 결과도 아래의 표에 제시하였다.For comparison, similar calculations were made for flexible joints with the same configuration but without insulation. The details and results of this experiment are also presented in the table below.

<표><Table>

실시예Example 비교예Comparative example 슬리브의 두께 (mm)Sleeve thickness (mm) 33 1010 세라믹 섬유 절연층 (36)의 두께 (mm)Thickness of ceramic fiber insulation layer 36 (mm) 33 없음none 보호 슬리브의 두께 (mm)Thickness of protective sleeve (mm) 33 없음none 웨더 인클로저(weather enclosure)Weather enclosure 있음has exist 있음has exist 최대 공정온도 (℃)Process temperature (℃) 750750 750750 가요성 벽부의최대 온도 (℃)Maximum temperature of flexible wall (℃) 324324 497497

상기 표로부터, 본 발명의 구성에 따른 가요성 조인트의 가요성 벽부의 온도는 상당히 낮았음을 알 수 있다. 이리하여, 조인트의 수명이 길어지게 되며 또한 시중에서 구입가능한 더욱 일반적이고 경제적인 재료를 사용할 수 있게 된다.From the table, it can be seen that the temperature of the flexible wall portion of the flexible joint according to the configuration of the present invention was considerably low. This results in longer joint life and the availability of more common and economical materials available on the market.

Claims (11)

제 1 강성벽부, 제 2 강성벽부 및 양 단부가 이들 강성벽부에 용접되는 가요성 벽부를 포함하는 가요성 조인트로서, 상기 세 벽부는 상기 조인트를 통과하는 길이방향 통로를 한정하면서 이 통로의 길이방향으로 배치되며, 또한 상기 가요성 조인트는 슬리브를 갖는 슬리브 부재를 더 포함하고, 이 슬리브의 한 단부는 제 1 강성벽부에 고정되며 타 단부는 제 2 강성벽부에 고정되는 가요성 조인트에 있어서, 제 1 강성벽부에서 상기 통로와 대면하는 부분과 슬리브의 내측면 및 제 2 강성벽부의 내측면에는 내부식성 재료층이 제공되며, 상기 슬리브 부재의 외경은 가요성 벽부의 내경과 제 2 벽부상에 있는 상기 내부식성 재료층의 내경보다 작고, 제 2 강성벽부와 내부식성 재료층 사이에 배치되는 열절연재층이 상기 제 2 강성벽부에 또한 제공되는 것을 특징으로 하는 가요성 조인트.A flexible joint comprising a first rigid wall portion, a second rigid wall portion, and a flexible wall portion at both ends welded to these rigid wall portions, wherein the three wall portions define a longitudinal passage through the joint, the longitudinal direction of the passage. And wherein the flexible joint further comprises a sleeve member having a sleeve, one end of which is fixed to the first rigid wall portion and the other end to which the second rigid wall portion is fixed. A portion of the rigid wall portion facing the passageway and an inner surface of the sleeve and an inner surface of the second rigid wall portion are provided with a layer of corrosion resistant material, the outer diameter of the sleeve member being the inner diameter of the flexible wall portion and on the second wall portion. It is characterized in that a heat insulating material layer smaller than the inner diameter of the corrosion resistant material layer and disposed between the second rigid wall portion and the corrosion resistant material layer is also provided in the second rigid wall portion. Flexible joint made with gong. 제 1 항에 있어서, 상기 슬리브 부재와 제 1 및 2 강성벽부의 일부는 상기 조인트를 통과하는 유체의 유동을 위한 실질적으로 매끄러운 면의 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 가요성 조인트.The flexible joint of claim 1, wherein the sleeve member and a portion of the first and second rigid wall portions form a substantially smooth faced passageway for the flow of fluid through the joint. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 슬리브 부재는 슬리브와 상기 내부식성 재료층 사이에 배치되는 열절연재층을 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 조인트.The flexible joint of claim 1 or 2, wherein the sleeve member comprises a layer of thermal insulation material disposed between the sleeve and the corrosion resistant material layer. 제 1 항 내지 3 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열절연재층은 가요성 벽부와 대면하는 슬리브의 표면상에 배치되는 것을 특징으로 하는 가요성 조인트.The flexible joint according to any one of claims 1 to 3, wherein the thermal insulation layer is disposed on a surface of the sleeve facing the flexible wall portion. 제 4 항에 있어서, 슬리브 부재의 상기 연절연재층은 보호 슬리브로 덮히는 것을 특징으로 하는 가요성 조인트.5. The flexible joint of claim 4 wherein the soft insulation layer of the sleeve member is covered with a protective sleeve. 제 5 항에 있어서, 상기 보호 슬리브는 상기 열절연재층에 결합되지 않으므로써, 보호 슬리브가 열절연재에 대해 상대적인 움직임이 가능한 것을 특징으로 하는 가요성 조인트.6. The flexible joint of claim 5 wherein the protective sleeve is not coupled to the thermal insulation layer so that the protective sleeve can be moved relative to the thermal insulation material. 제 1 항 내지 6 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 열절연재는 섬유 세라믹 재료이며, 바람직하게는 실리카, 알루미나, 지르콘니아, 마그네시아 및 이들의 혼합물로 된 섬유를 포함하는 재료인 것을 특징으로 하는 가요성 조인트.The flexible heat insulating material according to any one of claims 1 to 6, wherein the heat insulating material is a fiber ceramic material, and is preferably a material including fibers made of silica, alumina, zirconia, magnesia, and mixtures thereof. Castle joint. 제 1 항 내지 7 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부식성 재료는 실리카, 알루미나, 티탄니아, 지르콘니아, 칼시아, 마그네시아 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 내화 산화물인 것을 특징으로 하는 가요성 조인트.8. The flexible joint of claim 1, wherein the corrosion resistant material is a refractory oxide selected from silica, alumina, titanium, zirconia, calcia, magnesia and mixtures thereof. 제 1 항 내지 8 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리브 부재가 제 2 강성벽부와 겹치는 부분의 길이는, 슬리브에 수직한 방향으로 슬리브 부재로부터 내부식성 재료층이 제공된 제 2 강성벽부까지의 거리의 5배 이상인 것을 특징으로 하는 가요성 조인트.The length of the portion of the portion where the sleeve member overlaps the second rigid wall portion is the distance from the sleeve member to the second rigid wall portion provided with the layer of corrosion resistant material in a direction perpendicular to the sleeve. Flexible joint, characterized in that more than five times. 제 3 항에 있어서, 상기 슬리브 부재가 제 2 강성벽부와 겹치는 부분의 길이는 100mm 이상이며, 바람직하게는 200mm 이상인 것을 특징으로 하는 가요성 조인트.4. The flexible joint according to claim 3, wherein the length of the portion where the sleeve member overlaps with the second rigid wall portion is 100 mm or more, preferably 200 mm or more. 전항들 중 어느 한 항에 있어서, 탄화수소 등의 유체 촉매 크랙킹이나 또는 고온 플루(flue) 가스의 취급시에 사용되는 것을 특징으로 하는 가요성 조인트.The flexible joint according to any one of the preceding claims, which is used for fluid catalytic cracking, such as hydrocarbons, or handling hot flue gases.
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