El alcance en expansión de las válvulas de plástico

Si bien las válvulas de plástico a veces se ven como un producto especial, una de las mejores opciones para aquellos que fabrican o diseñan productos de tuberías de plástico para sistemas industriales o que deben tener equipos ultralimpios, asumir que estas válvulas no tienen muchos usos generales es breve. de vista normal.En realidad, las válvulas de plástico hoy en día tienen una amplia gama de usos, ya que los tipos de materiales en expansión y los buenos diseñadores que necesitan esos materiales significan más y más formas de usar estas herramientas versátiles.

PROPIEDADES DEL PLÁSTICO

Las ventajas de las válvulas termoplásticas son amplias: resistencia a la corrosión, química y abrasión;paredes interiores lisas;peso ligero;facilidad de instalación;esperanza de vida larga;y menor costo del ciclo de vida.Estas ventajas han llevado a una amplia aceptación de las válvulas de plástico en aplicaciones comerciales e industriales, como distribución de agua, tratamiento de aguas residuales, procesamiento de metales y químicos, alimentos y productos farmacéuticos, centrales eléctricas, refinerías de petróleo y más.

Las válvulas de plástico se pueden fabricar a partir de varios materiales diferentes utilizados en varias configuraciones.Las válvulas termoplásticas más comunes están hechas de cloruro de polivinilo (PVC), cloruro de polivinilo clorado (CPVC), polipropileno (PP) y fluoruro de polivinilideno (PVDF).Las válvulas de PVC y CPVC se unen comúnmente a los sistemas de tuberías mediante extremos de encaje de cemento solvente o extremos roscados y bridados;mientras que el PP y el PVDF requieren la unión de los componentes del sistema de tuberías, ya sea mediante tecnologías de calor, fusión a tope o electrofusión.

Las válvulas termoplásticas sobresalen en ambientes corrosivos, pero son igual de útiles en el servicio general de agua porque no contienen plomo1, son resistentes a la pérdida de zinc y no se oxidan.Los sistemas de tuberías y válvulas de PVC y CPVC deben probarse y certificarse según la norma 61 de la NSF [Fundación Nacional de Saneamiento] para efectos sobre la salud, incluido el requisito de bajo nivel de plomo del Anexo G. La elección del material adecuado para fluidos corrosivos se puede manejar consultando la resistencia química del fabricante. guiar y comprender el efecto que la temperatura tendrá sobre la resistencia de los materiales plásticos.

Aunque el polipropileno tiene la mitad de resistencia que el PVC y el CPVC, tiene la resistencia química más versátil porque no se conocen solventes.El PP funciona bien en ácidos e hidróxidos acéticos concentrados, y también es adecuado para soluciones más suaves de la mayoría de los ácidos, álcalis, sales y muchos productos químicos orgánicos.

El PP está disponible como material pigmentado o no pigmentado (natural).El PP natural se degrada gravemente con la radiación ultravioleta (UV), pero los compuestos que contienen más de un 2,5 % de pigmentación de negro de humo se estabilizan adecuadamente frente a los rayos UV.

Los sistemas de tuberías de PVDF se utilizan en una variedad de aplicaciones industriales, desde la industria farmacéutica hasta la minería, debido a la resistencia, la temperatura de trabajo y la resistencia química del PVDF a las sales, los ácidos fuertes, las bases diluidas y muchos solventes orgánicos.A diferencia del PP, el PVDF no se degrada con la luz solar;sin embargo, el plástico es transparente a la luz solar y puede exponer el fluido a la radiación ultravioleta.Si bien una formulación natural sin pigmentos de PVDF es excelente para aplicaciones en interiores de alta pureza, la adición de un pigmento como el rojo apto para uso alimentario permitiría la exposición a la luz solar sin efectos adversos en el medio fluido.

Los sistemas de plástico tienen desafíos de diseño, como la sensibilidad a la temperatura y la expansión y contracción térmica, pero los ingenieros pueden y han diseñado sistemas de tuberías duraderos y rentables para entornos generales y corrosivos.La principal consideración de diseño es que el coeficiente de expansión térmica de los plásticos es mayor que el del metal; por ejemplo, el termoplástico es de cinco a seis veces mayor que el del acero.

Cuando se diseñan sistemas de tuberías y se considera el impacto en la ubicación de las válvulas y los soportes de las válvulas, una consideración importante en los termoplásticos es la elongación térmica.Las tensiones y fuerzas que resultan de la expansión y contracción térmica pueden reducirse o eliminarse proporcionando flexibilidad en los sistemas de tuberías a través de cambios frecuentes en la dirección o la introducción de bucles de expansión.Al proporcionar esta flexibilidad a lo largo del sistema de tuberías, no se requerirá que la válvula de plástico absorba tanta tensión

Debido a que los termoplásticos son sensibles a la temperatura, la clasificación de presión de una válvula disminuye a medida que aumenta la temperatura.Diferentes materiales plásticos tienen una reducción correspondiente con el aumento de la temperatura.La temperatura del fluido puede no ser la única fuente de calor que puede afectar la clasificación de presión de las válvulas de plástico; la temperatura externa máxima debe ser parte de la consideración del diseño.En algunos casos, no diseñar para la temperatura externa de la tubería puede causar un hundimiento excesivo debido a la falta de soportes para la tubería.El PVC tiene una temperatura de servicio máxima de 140 °F;El CPVC tiene un máximo de 220 °F;PP tiene un máximo de 180°F;y las válvulas de PVDF pueden mantener una presión de hasta 280°F

En el otro extremo de la escala de temperatura, la mayoría de los sistemas de tuberías de plástico funcionan bastante bien a temperaturas bajo cero.De hecho, la resistencia a la tracción aumenta en las tuberías termoplásticas a medida que disminuye la temperatura.Sin embargo, la resistencia al impacto de la mayoría de los plásticos disminuye a medida que baja la temperatura y aparece fragilidad en los materiales de las tuberías afectadas.Siempre que las válvulas y el sistema de tuberías adyacente no se alteren, no se vean comprometidos por golpes o golpes de objetos, y las tuberías no se caigan durante la manipulación, se minimizan los efectos adversos en las tuberías de plástico.

TIPOS DE VÁLVULAS TERMOPLÁSTICAS

Las válvulas de bola, las válvulas de retención, las válvulas de mariposa y las válvulas de diafragma están disponibles en cada uno de los diferentes materiales termoplásticos para sistemas de tuberías de presión de cédula 80 que también tienen una multitud de opciones de internos y accesorios.La válvula de bola estándar se encuentra más comúnmente como un diseño de unión real para facilitar la extracción del cuerpo de la válvula para el mantenimiento sin interrupción de la tubería de conexión.Las válvulas de retención termoplásticas están disponibles como retención de bola, retención oscilante, retención en Y y retención de cono.Las válvulas de mariposa se acoplan fácilmente con bridas de metal porque se ajustan a los orificios de los pernos, los círculos de los pernos y las dimensiones generales de ANSI Clase 150. El diámetro interior suave de las piezas termoplásticas solo se suma al control preciso de las válvulas de diafragma.

Varias compañías estadounidenses y extranjeras fabrican válvulas de bola en PVC y CPVC en tamaños de 1/2 pulgada a 6 pulgadas con conexiones de casquillo, roscadas o bridadas.El verdadero diseño de unión de las válvulas de bola contemporáneas incluye dos tuercas que se atornillan al cuerpo, comprimiendo los sellos elastoméricos entre el cuerpo y los conectores finales.Algunos fabricantes han mantenido la misma longitud de colocación de válvulas de bola y roscas de tuerca durante décadas para permitir el reemplazo fácil de válvulas más antiguas sin modificar la tubería contigua.

Las válvulas de bola con sellos elastoméricos de monómero de etileno propileno dieno (EPDM) deben estar certificadas según NSF-61G para uso en agua potable.Los sellos elastoméricos de fluorocarbono (FKM) se pueden usar como una alternativa para los sistemas donde la compatibilidad química es una preocupación.FKM también se puede usar en la mayoría de las aplicaciones que involucran ácidos minerales, con la excepción de cloruro de hidrógeno, soluciones salinas, hidrocarburos clorados y aceites de petróleo.

Las válvulas de bola de PVC y CPVC, de 1/2 pulgada a 2 pulgadas, son una opción viable para aplicaciones de agua fría y caliente donde el servicio máximo de agua sin choque puede llegar a 250 psi a 73 °F.Las válvulas de bola más grandes, de 2-1/2 pulgadas a 6 pulgadas, tendrán una clasificación de presión más baja de 150 psi a 73 °F.Comúnmente utilizadas en el transporte de productos químicos, las válvulas de bola de PP y PVDF (Figuras 3 y 4), disponibles en tamaños de 1/2 pulgada a 4 pulgadas con conexiones de extremo de encaje, roscadas o bridadas, se clasifican comúnmente para un servicio máximo de agua sin choque de 150 psi a temperatura ambiente.

Las válvulas de retención de bola termoplásticas se basan en una bola con una gravedad específica menor que la del agua, de modo que si se pierde presión en el lado de aguas arriba, la bola se hundirá contra la superficie de sellado.Estas válvulas se pueden utilizar en el mismo servicio que válvulas de bola de plástico similares porque no introducen nuevos materiales en el sistema.Otros tipos de válvulas de retención pueden incluir resortes de metal que pueden no durar en ambientes corrosivos.

La válvula de mariposa de plástico en tamaños de 2 pulgadas a 24 pulgadas es popular para sistemas de tuberías de mayor diámetro.Los fabricantes de válvulas de mariposa de plástico adoptan diferentes enfoques en cuanto a la construcción y las superficies de sellado.Algunos usan un revestimiento elastomérico (Figura 5) o una junta tórica, mientras que otros usan un disco revestido de elastómero.Algunos fabrican el cuerpo de un material, pero los componentes húmedos internos sirven como materiales del sistema, lo que significa que un cuerpo de válvula de mariposa de polipropileno puede contener un revestimiento de EPDM y un disco de PVC o varias otras configuraciones con termoplásticos y sellos elastoméricos que se encuentran comúnmente.

La instalación de una válvula de mariposa de plástico es sencilla porque estas válvulas están fabricadas en estilo wafer con sellos elastoméricos diseñados en el cuerpo.No requieren la adición de una junta.Situada entre dos bridas de acoplamiento, el atornillado de una válvula de mariposa de plástico debe manejarse con cuidado incrementando el par de apriete recomendado en tres etapas.Esto se hace para asegurar un sello uniforme en toda la superficie y que no se aplique tensión mecánica desigual en la válvula.

Los profesionales de las válvulas de metal encontrarán familiares los trabajos superiores de las válvulas de diafragma de plástico con la rueda y los indicadores de posición (Figura 6);sin embargo, la válvula de diafragma de plástico puede incluir algunas ventajas distintivas, incluidas las paredes interiores lisas del cuerpo termoplástico.Similar a la válvula de bola de plástico, los usuarios de estas válvulas tienen la opción de instalar el diseño de unión real, que puede ser especialmente útil para trabajos de mantenimiento en la válvula.O bien, un usuario puede seleccionar conexiones bridadas.Debido a todas las opciones de materiales de cuerpo y diafragma, esta válvula se puede utilizar en una variedad de aplicaciones químicas.

Al igual que con cualquier válvula, la clave para accionar las válvulas de plástico es determinar los requisitos de funcionamiento, como neumáticos frente a eléctricos y CC frente a CA.Pero con el plástico, el diseñador y el usuario también deben comprender qué tipo de entorno rodeará al actuador.Como se mencionó anteriormente, las válvulas de plástico son una excelente opción para situaciones corrosivas, que incluyen ambientes externamente corrosivos.Debido a esto, el material de la carcasa de los actuadores para válvulas de plástico es una consideración importante.Los fabricantes de válvulas de plástico tienen opciones para satisfacer las necesidades de estos ambientes corrosivos en forma de actuadores cubiertos de plástico o cajas de metal recubiertas de epoxi.

Como muestra este artículo, las válvulas de plástico ofrecen hoy en día todo tipo de opciones para nuevas aplicaciones y situaciones.


Hora de publicación: 30-jul-2020
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