プラスチックバルブの普及拡大

プラスチック製のバルブは、特殊な製品と見なされることがありますが (産業システム用のプラスチック製配管製品を製造または設計する人、または超クリーンな機器を設置する必要がある人にとっては最高の選択です)、これらのバルブが一般的な用途をあまり持たないと仮定すると、短いです-見えた。実際には、今日のプラスチック製バルブには幅広い用途があります。材料の種類が拡大しており、それらの材料を必要とする優れた設計者は、これらの多目的ツールを使用する方法がますます増えていることを意味します。

プラスチックの特性

熱可塑性バルブの利点は幅広く、耐腐食性、耐薬品性、耐摩耗性に優れています。内壁を滑らかにします。軽量;インストールの容易さ;長寿命;ライフサイクルコストの削減。これらの利点により、配水、廃水処理、金属および化学処理、食品および医薬品、発電所、石油精製所などの商業および産業用途でプラスチックバルブが広く受け入れられています。

プラスチックバルブは、さまざまな構成で使用されるさまざまな材料から製造できます。最も一般的な熱可塑性バルブは、ポリ塩化ビニル (PVC)、塩素化ポリ塩化ビニル (CPVC)、ポリプロピレン (PP)、およびポリフッ化ビニリデン (PVDF) でできています。PVC および CPVC バルブは、通常、ソケットの端、またはねじとフランジの付いた端を溶剤で接着することによって、配管システムに結合されます。一方、PP と PVDF は、熱、突き合わせ、または電気融合技術のいずれかによる、配管システム コンポーネントの接合を必要とします。

熱可塑性バルブは腐食環境に優れていますが、鉛フリー 1、脱亜鉛耐性があり、錆びないため、一般的な水道にも同様に役立ちます。PVC および CPVC の配管システムとバルブは、附属書 G の低鉛要件を含む健康への影響について、NSF [National Sanitation Foundation] 規格 61 に基づいてテストおよび認定されている必要があります。温度がプラスチック材料の強度に及ぼす影響をガイドし、理解します。

ポリプロピレンは PVC や CPVC の半分の強度を持ちますが、既知の溶剤がないため、最も用途の広い耐薬品性を備えています。PP は濃酢酸と水酸化物で良好に機能し、ほとんどの酸、アルカリ、塩、および多くの有機化学物質の穏やかな溶液にも適しています。

PP は、着色または無着色 (天然) の素材として入手できます。天然 PP は紫外線 (UV) 放射によって著しく劣化しますが、2.5% 以上のカーボン ブラック顔料を含む化合物は適切に UV 安定化されています。

PVDF 配管システムは、PVDF の強度、使用温度、塩、強酸、希塩基、および多くの有機溶媒に対する耐薬品性に​​より、製薬から鉱業までさまざまな産業用途で使用されています。PP とは異なり、PVDF は日光によって劣化しません。ただし、プラスチックは太陽光に対して透過性があり、液体を紫外線にさらす可能性があります。自然で無着色の PVDF 配合は、高純度の屋内用途に優れていますが、食品グレードの赤色などの顔料を追加すると、液体媒体に悪影響を与えることなく日光にさらすことができます。

プラスチック システムには、温度や熱の膨張と収縮に対する感度などの設計上の課題がありますが、エンジニアは、一般的および腐食性の環境向けの、長持ちする費用対効果の高い配管システムを設計することができます。設計上の主な考慮事項は、プラスチックの熱膨張係数が金属よりも大きいことです。たとえば、熱可塑性プラスチックは鋼の 5 ~ 6 倍です。

配管システムを設計し、バルブの配置とバルブ サポートへの影響を考慮する場合、熱可塑性樹脂の重要な考慮事項は熱伸びです。熱膨張と熱収縮に起因する応力と力は、方向を頻繁に変更したり、膨張ループを導入したりして配管システムに柔軟性を持たせることで、軽減または排除できます。配管システムに沿ってこの柔軟性を提供することにより、プラスチック バルブはそれほど多くの応力を吸収する必要がなくなります。

熱可塑性樹脂は温度に敏感であるため、温度が上昇するとバルブの圧力定格が低下します。異なるプラスチック材料は、温度の上昇に対応して低下します。プラスチック バルブの圧力定格に影響を与える可能性のある熱源は流体温度だけではありません。最大外部温度を設計上の考慮事項の一部にする必要があります。場合によっては、配管の外部温度を考慮して設計しないと、配管サポートが不足しているために過度のたるみが発生する可能性があります。PVC の最大使用温度は 140°F です。CPVC の最大温度は 220°F です。PP の最大温度は 180°F です。PVDF バルブは最大 280°F の圧力を維持できます

温度スケールの反対側では、ほとんどのプラスチック配管システムは氷点下の温度で非常にうまく機能します.実際、熱可塑性パイプの引張強度は、温度が低下するにつれて増加します。ただし、ほとんどのプラスチックの耐衝撃性は、温度が下がると低下し、影響を受けた配管材料に脆さが現れます。バルブと隣接する配管システムが邪魔されず、打撃や物体の衝突によって危険にさらされず、取り扱い中に配管が落下しない限り、プラスチック配管への悪影響は最小限に抑えられます.

熱可塑性バルブの種類

ボール バルブ、チェック バルブ、バタフライ バルブ、およびダイアフラム バルブは、さまざまな熱可塑性材料のスケジュール 80 圧力配管システム用にそれぞれ用意されており、トリム オプションやアクセサリも多数用意されています。標準のボールバルブは、接続配管を中断することなく、メンテナンスのためにバルブ本体を簡単に取り外すことができる真のユニオン設計であることが最も一般的です。熱可塑性チェック バルブには、ボール チェック、スイング チェック、Y チェック、コーン チェックがあります。バタフライ バルブは、ANSI クラス 150 のボルト穴、ボルト円、および全体の寸法に準拠しているため、金属フランジと簡単に嵌合します。熱可塑性部品の滑らかな内径は、ダイアフラム バルブの正確な制御に追加されます。

PVC および CPVC 製のボール バルブは、米国および外国の複数の企業によって製造されており、サイズは 1/2 インチから 6 インチで、ソケット、ねじ、またはフランジ接続が付いています。現代のボール バルブの真のユニオン デザインには、本体にねじ込む 2 つのナットが含まれており、本体とエンド コネクタの間のエラストマー シールを圧縮します。一部のメーカーは、隣接する配管を変更せずに古いバルブを簡単に交換できるように、何十年にもわたって同じボール バルブの敷設長とナット スレッドを維持しています。

エチレン プロピレン ジエン モノマー (EPDM) エラストマー シールを備えたボール バルブは、飲料水で使用するために NSF-61G に認定されている必要があります。フルオロカーボン (FKM) エラストマー シールは、化学的適合性が懸念されるシステムの代替として使用できます。FKM は、塩化水素、塩溶液、塩素化炭化水素、石油を除く、鉱酸を含むほとんどの用途にも使用できます。

PVC および CPVC ボール バルブ (1/2 インチから 2 インチ) は、最大非衝撃給水が 73°F で 250 psi になる温水および冷水用途に適したオプションです。2-1/2 インチから 6 インチの大きなボール バルブは、73°F で 150 psi の低い圧力定格になります。ケミカル搬送で一般的に使用される PP および PVDF ボール バルブ (図 3 および 4) は、1/2 インチから 4 インチまでのサイズがあり、ソケット、ねじ込み、またはフランジ付きエンド接続があり、通常、最大非衝撃給水サービスの定格です。周囲温度で 150 psi。

熱可塑性ボール チェック バルブは、水の比重よりも小さい比重を持つボールに依存しているため、上流側で圧力が失われると、ボールはシール面に沈みます。これらのバルブは、システムに新しい材料を導入しないため、同様のプラスチック ボール バルブと同じサービスで使用できます。他のタイプの逆止弁には、腐食環境で持続しない可能性のある金属スプリングが含まれている場合があります。

サイズが 2 インチから 24 インチのプラスチック バタフライ バルブは、より大きな直径の配管システムで人気があります。プラスチック バタフライ バルブの製造業者は、構造とシール面に対してさまざまなアプローチをとっています。エラストマー ライナー (図 5) または O リングを使用するものもあれば、エラストマー コーティングされたディスクを使用するものもあります。ボディを 1 つの材料で作るものもありますが、内部の接液コンポーネントがシステム材料として機能します。つまり、ポリプロピレン バタフライ バルブ ボディには、EPDM ライナーと PVC ディスク、または一般的に見られる熱可塑性プラスチックとエラストマー シールを備えた他のいくつかの構成が含まれる場合があります。

プラスチック バタフライ バルブの取り付けは簡​​単です。これらのバルブは、本体にエラストマー シールが設計されたウエハー スタイルで製造されているからです。ガスケットを追加する必要はありません。2 つの嵌合フランジの間にセットされたプラスチック バタフライ バルブのボルト締めは、推奨ボルト トルクまで 3 段階で上げることにより、注意して取り扱う必要があります。これは、表面全体で均一なシールを確保し、バルブに不均一な機械的応力がかからないようにするために行われます。

金属製バルブの専門家は、ホイールとポジション インジケーターが見慣れたプラスチック ダイヤフラム バルブの優れた作品を見つけるでしょう (図 6)。ただし、プラスチック ダイアフラム バルブには、熱可塑性ボディの滑らかな内壁など、いくつかの明確な利点があります。プラスチック ボール バルブと同様に、これらのバルブのユーザーは、バルブのメンテナンス作業に特に役立つトゥルー ユニオン デザインを取り付けることができます。または、ユーザーはフランジ接続を選択できます。ボディとダイヤフラムの材料のすべてのオプションにより、このバルブはさまざまな化学用途に使用できます。

他のバルブと同様に、プラスチック バルブを作動させるための鍵は、空気圧と電気、DC と AC 電源などの動作要件を決定することです。しかし、プラスチックの場合、設計者とユーザーは、アクチュエータがどのような環境になるかを理解する必要があります。前述のように、プラスチック バルブは、外部腐食環境を含む腐食状況に最適なオプションです。このため、プラスチック バルブ用アクチュエータのハウジング材料は重要な考慮事項です。プラスチック バルブ メーカーには、プラスチックで覆われたアクチュエータまたはエポキシでコーティングされた金属ケースの形で、これらの腐食環境のニーズを満たすオプションがあります。

この記事が示すように、今日のプラスチック製バルブは、新しい用途や状況にあらゆる種類のオプションを提供しています


投稿時間: Jul-30-2020
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