Chociaż zawory z tworzyw sztucznych są czasami postrzegane jako produkt specjalny – najlepszy wybór dla tych, którzy wytwarzają lub projektują produkty do rurociągów z tworzyw sztucznych dla systemów przemysłowych lub którzy muszą mieć na miejscu ultraczysty sprzęt – zakładając, że zawory te nie mają wielu ogólnych zastosowań, jest to krótkie. widzący.W rzeczywistości zawory z tworzyw sztucznych mają dziś szeroki zakres zastosowań, ponieważ rosnące rodzaje materiałów i dobrzy projektanci, którzy potrzebują tych materiałów, oznaczają coraz więcej sposobów wykorzystania tych wszechstronnych narzędzi.
WŁAŚCIWOŚCI TWORZYW SZTUCZNYCH
Zalety zaworów termoplastycznych są szerokie – odporność na korozję, chemikalia i ścieranie;gładkie ściany wewnętrzne;niewielka waga;łatwość instalacji;oczekiwana długość życia;i niższy koszt cyklu życia.Zalety te doprowadziły do szerokiej akceptacji zaworów z tworzyw sztucznych w zastosowaniach komercyjnych i przemysłowych, takich jak dystrybucja wody, oczyszczanie ścieków, obróbka metali i chemikaliów, żywność i farmaceutyki, elektrownie, rafinerie ropy naftowej i inne.
Zawory z tworzyw sztucznych mogą być produkowane z wielu różnych materiałów stosowanych w wielu konfiguracjach.Najpopularniejsze zawory termoplastyczne są wykonane z polichlorku winylu (PVC), chlorowanego polichlorku winylu (CPVC), polipropylenu (PP) i polifluorku winylidenu (PVDF).Zawory PVC i CPVC są zwykle łączone z systemami rurowymi za pomocą końcówek gniazdowych lub końcówek gwintowanych i kołnierzowych;natomiast PP i PVDF wymagają łączenia elementów systemu rurociągów za pomocą technologii zgrzewania doczołowego lub elektrooporowego.
Zawory termoplastyczne doskonale sprawdzają się w środowiskach korozyjnych, ale są równie przydatne w ogólnych instalacjach wodnych, ponieważ nie zawierają ołowiu1, są odporne na odcynkowanie i nie rdzewieją.Systemy rurowe i zawory z PVC i CPVC powinny być testowane i certyfikowane zgodnie z normą 61 NSF [National Sanitation Foundation] pod kątem wpływu na zdrowie, w tym wymagania dotyczące niskiego ołowiu zgodnie z Załącznikiem G. Wybór odpowiedniego materiału dla płynów korozyjnych można przeprowadzić po zapoznaniu się z odpornością chemiczną producenta kierować i rozumieć wpływ, jaki temperatura będzie miała na wytrzymałość materiałów z tworzyw sztucznych.
Chociaż polipropylen ma o połowę mniejszą wytrzymałość od PVC i CPVC, ma najbardziej wszechstronną odporność chemiczną, ponieważ nie ma znanych rozpuszczalników.PP dobrze sprawdza się w stężonych kwasach octowych i wodorotlenkach, a także nadaje się do łagodniejszych roztworów większości kwasów, zasad, soli i wielu organicznych chemikaliów.
PP jest dostępny jako materiał pigmentowany lub niepigmentowany (naturalny).Naturalny PP jest poważnie degradowany przez promieniowanie ultrafioletowe (UV), ale związki, które zawierają więcej niż 2,5% pigmentacji sadzy, są odpowiednio stabilizowane na promieniowanie UV.
Systemy rurowe PVDF są używane w różnych zastosowaniach przemysłowych, od farmaceutycznych po górnictwo, ze względu na wytrzymałość PVDF, temperaturę pracy i odporność chemiczną na sole, mocne kwasy, rozcieńczone zasady i wiele rozpuszczalników organicznych.W przeciwieństwie do PP, PVDF nie ulega degradacji pod wpływem światła słonecznego;jednak tworzywo sztuczne jest przezroczyste dla światła słonecznego i może wystawiać płyn na działanie promieniowania UV.Podczas gdy naturalna, niepigmentowana formuła PVDF jest doskonała do zastosowań wewnętrznych o wysokiej czystości, dodanie pigmentu, takiego jak czerwień spożywcza, umożliwiłoby ekspozycję na światło słoneczne bez niekorzystnego wpływu na płynne medium.
Systemy z tworzyw sztucznych wiążą się z wyzwaniami projektowymi, takimi jak wrażliwość na temperaturę oraz rozszerzalność i kurczliwość cieplną, ale inżynierowie mogą projektować i projektować trwałe, opłacalne systemy rurowe dla środowisk ogólnych i korozyjnych.Głównym założeniem projektowym jest to, że współczynnik rozszerzalności cieplnej tworzyw sztucznych jest wyższy niż metalu — na przykład termoplast jest od pięciu do sześciu razy większy niż w przypadku stali.
Podczas projektowania systemów rurowych i rozważania wpływu na umiejscowienie zaworu i podpory zaworu, ważnym czynnikiem w tworzywach termoplastycznych jest wydłużenie termiczne.Naprężenia i siły wynikające z rozszerzalności i kurczenia termicznego można zmniejszyć lub wyeliminować, zapewniając elastyczność w systemach rurowych poprzez częste zmiany kierunku lub wprowadzanie pętli rozprężnych.Zapewniając tę elastyczność wzdłuż systemu rurociągów, zawór z tworzywa sztucznego nie będzie musiał pochłaniać tak dużego naprężenia
Ponieważ tworzywa termoplastyczne są wrażliwe na temperaturę, ciśnienie znamionowe zaworu spada wraz ze wzrostem temperatury.Różne tworzywa sztuczne mają odpowiednią degenerację wraz ze wzrostem temperatury.Temperatura płynu może nie być jedynym źródłem ciepła, które może wpływać na ciśnienie znamionowe zaworów z tworzywa sztucznego — maksymalna temperatura zewnętrzna musi być częścią rozważań projektowych.W niektórych przypadkach nieprojektowanie pod kątem zewnętrznej temperatury rurociągu może spowodować nadmierne ugięcie spowodowane brakiem podpór rur.PVC ma maksymalną temperaturę pracy 140°F;CPVC ma maksymalnie 220°F;PP ma maksymalnie 180°F;a zawory PVDF mogą utrzymywać ciśnienie do 280°F
Na drugim końcu skali temperatur większość systemów rur z tworzyw sztucznych działa całkiem dobrze w temperaturach poniżej zera.W rzeczywistości wytrzymałość na rozciąganie rur termoplastycznych wzrasta wraz ze spadkiem temperatury.Jednak odporność na uderzenia większości tworzyw sztucznych zmniejsza się wraz ze spadkiem temperatury, a w uszkodzonych materiałach rurowych pojawia się kruchość.Dopóki zawory i sąsiednie rurociągi są nienaruszone, nie są narażone na uderzenia lub uderzenia przedmiotów, a rurociąg nie zostanie upuszczony podczas przenoszenia, negatywne skutki dla rurociągu z tworzywa sztucznego są zminimalizowane.
TYPY ZAWORÓW TERMOPLASTYCZNYCH
Zawory kulowe, zawory zwrotne, zawory motylkowe i zawory membranowe są dostępne w każdym z różnych materiałów termoplastycznych dla systemów rurociągów ciśnieniowych według harmonogramu 80, które mają również wiele opcji wyposażenia i akcesoriów.Standardowy zawór kulowy jest najczęściej uważany za prawdziwy projekt złącza, który ułatwia demontaż korpusu zaworu w celu konserwacji bez przerywania orurowania łączącego.Zawory zwrotne z tworzywa termoplastycznego są dostępne w wersji kulowej, zwrotnej, typu Y i stożkowej.Zawory motylkowe łatwo współpracują z metalowymi kołnierzami, ponieważ pasują do otworów na śruby, okręgów śrub i ogólnych wymiarów ANSI Class 150. Gładka średnica wewnętrzna części termoplastycznych tylko zwiększa precyzję sterowania zaworami membranowymi.
Zawory kulowe z PVC i CPVC są produkowane przez kilka firm amerykańskich i zagranicznych w rozmiarach od 1/2 cala do 6 cali z połączeniami kielichowymi, gwintowanymi lub kołnierzowymi.Prawdziwa konstrukcja złącza współczesnych zaworów kulowych obejmuje dwie nakrętki, które przykręca się do korpusu, ściskając uszczelki elastomerowe między korpusem a złączami końcowymi.Niektórzy producenci od dziesięcioleci utrzymywali tę samą długość zabudowy i gwinty nakrętek, aby umożliwić łatwą wymianę starszych zaworów bez modyfikacji sąsiednich rurociągów.
Zawory kulowe z elastomerowymi uszczelkami z monomeru etylenowo-propylenowo-dienowego (EPDM) powinny być certyfikowane zgodnie z NSF-61G do użytku w wodzie pitnej.Elastomerowe uszczelnienia fluorowęglowe (FKM) mogą być stosowane jako alternatywa dla systemów, w których problemem jest kompatybilność chemiczna.FKM może być również używany w większości zastosowań związanych z kwasami mineralnymi, z wyjątkiem chlorowodoru, roztworów soli, węglowodorów chlorowanych i olejów naftowych.
Zawory kulowe z PVC i CPVC, od 1/2 cala do 2 cali, są realną opcją do zastosowań z gorącą i zimną wodą, gdzie maksymalny przepływ wody bez wstrząsu może wynosić nawet 250 psi w temperaturze 73°F.Większe zawory kulowe, 2-1/2 cala do 6 cali, będą miały niższe ciśnienie znamionowe 150 psi przy 73°F.Powszechnie stosowane w transporcie chemikaliów, zawory kulowe PP i PVDF (rysunki 3 i 4), dostępne w rozmiarach od 1/2 cala do 4 cali z połączeniami kielichowymi, gwintowanymi lub kołnierzowymi, są zwykle przystosowane do maksymalnego przepływu wody bez wstrząsów 150 psi w temperaturze otoczenia.
Termoplastyczne zawory zwrotne kulowe opierają się na kuli o ciężarze właściwym mniejszym niż woda, tak że w przypadku utraty ciśnienia po stronie wlotowej kula opadnie z powrotem na powierzchnię uszczelniającą.Zawory te mogą być używane w tej samej usłudze, co podobne plastikowe zawory kulowe, ponieważ nie wprowadzają do systemu nowych materiałów.Inne typy zaworów zwrotnych mogą zawierać metalowe sprężyny, które mogą nie wytrzymać w środowiskach korozyjnych.
Plastikowy zawór motylkowy w rozmiarach od 2 cali do 24 cali jest popularny w systemach rurowych o większej średnicy.Producenci zaworów motylkowych z tworzyw sztucznych różnią się podejściem do konstrukcji i powierzchni uszczelniających.Niektórzy używają wkładki elastomerowej (rysunek 5) lub pierścienia uszczelniającego, podczas gdy inni używają tarczy powlekanej elastomerem.Niektórzy wykonują korpus z jednego materiału, ale wewnętrzne, zwilżane elementy służą jako materiały systemowe, co oznacza, że korpus zaworu motylkowego z polipropylenu może zawierać wkładkę EPDM i dysk z PVC lub kilka innych konfiguracji z powszechnie stosowanymi uszczelkami termoplastycznymi i elastomerowymi.
Montaż plastikowego zaworu motylkowego jest prosty, ponieważ zawory te są produkowane jako wafel z elastomerowymi uszczelkami zaprojektowanymi w korpusie.Nie wymagają dokładania uszczelki.Umieszczoną między dwoma współpracującymi kołnierzami, przykręcanie plastikowej przepustnicy należy obchodzić się ostrożnie, zwiększając w trzech etapach do zalecanego momentu dokręcania śrub.Ma to na celu zapewnienie równomiernego uszczelnienia na całej powierzchni i brak nierównomiernych naprężeń mechanicznych na zaworze.
Specjaliści zajmujący się zaworami metalowymi znajdą najlepsze prace zaworów membranowych z tworzywa sztucznego ze znajomymi wskaźnikami kołowymi i pozycyjnymi (Rysunek 6);jednak zawór membranowy z tworzywa sztucznego może mieć pewne wyraźne zalety, w tym gładkie ścianki wewnętrzne korpusu termoplastycznego.Podobnie jak w przypadku plastikowego zaworu kulowego, użytkownicy tych zaworów mają możliwość zainstalowania prawdziwej konstrukcji złącza, co może być szczególnie przydatne podczas prac konserwacyjnych na zaworze.Lub użytkownik może wybrać połączenia kołnierzowe.Ze względu na wszystkie opcje materiałów korpusu i membrany, zawór ten może być używany w różnych aplikacjach chemicznych.
Podobnie jak w przypadku każdego zaworu, kluczem do uruchamiania zaworów plastikowych jest określenie wymagań operacyjnych, takich jak zasilanie pneumatyczne w porównaniu z elektrycznością i prąd stały w porównaniu do zasilania prądem przemiennym.Ale w przypadku plastiku projektant i użytkownik muszą również zrozumieć, jakie środowisko będzie otaczać siłownik.Jak wcześniej wspomniano, plastikowe zawory są świetną opcją w sytuacjach korozyjnych, w tym w środowiskach korozyjnych zewnętrznie.Z tego powodu ważnym czynnikiem jest materiał obudowy siłowników do zaworów z tworzyw sztucznych.Producenci zaworów z tworzyw sztucznych mają opcje umożliwiające zaspokojenie potrzeb tych środowisk korozyjnych w postaci siłowników pokrytych tworzywem sztucznym lub metalowych obudów pokrytych żywicą epoksydową.
Jak pokazuje ten artykuł, zawory z tworzyw sztucznych oferują dziś wiele opcji dla nowych zastosowań i sytuacji
Czas publikacji: 30 lipca-2020