Хотя пластиковые клапаны иногда рассматриваются как специальный продукт — лучший выбор для тех, кто производит или проектирует пластиковые трубопроводы для промышленных систем или кто должен иметь на месте сверхчистое оборудование — предположить, что у этих клапанов не так много общих применений, не так уж и много. зрячий.На самом деле пластиковые клапаны сегодня имеют широкий спектр применения, поскольку расширяющиеся типы материалов и хорошие дизайнеры, которым нужны эти материалы, означают все больше и больше способов использования этих универсальных инструментов.
СВОЙСТВА ПЛАСТИКА
Преимущества клапанов из термопластов широки — коррозионная, химическая и абразивная стойкость;гладкие внутренние стены;легкий вес;простота установки;ожидаемая продолжительность жизни;и более низкая стоимость жизненного цикла.Эти преимущества привели к широкому распространению пластиковых клапанов в коммерческих и промышленных целях, таких как водоснабжение, очистка сточных вод, металлургическая и химическая обработка, пищевая и фармацевтическая промышленность, электростанции, нефтеперерабатывающие заводы и многое другое.
Пластиковые клапаны могут быть изготовлены из различных материалов, используемых в различных конфигурациях.Наиболее распространенные клапаны из термопластика изготавливаются из поливинилхлорида (ПВХ), хлорированного поливинилхлорида (ХПВХ), полипропилена (ПП) и поливинилиденфторида (ПВДФ).Клапаны из ПВХ и ХПВХ обычно присоединяются к системам трубопроводов путем склеивания растворителем раструбных концов или резьбовых и фланцевых концов;в то время как ПП и ПВДФ требуют соединения компонентов трубопроводной системы с помощью технологий нагрева, стыка или электросварки.
Клапаны из термопластика отлично подходят для коррозионно-активных сред, но они столь же полезны в общем водоснабжении, поскольку не содержат свинца1, устойчивы к обесцинкованию и не ржавеют.Трубопроводные системы и клапаны из ПВХ и ХПВХ должны быть испытаны и сертифицированы в соответствии со стандартом NSF [Национальный санитарный фонд] 61 на предмет воздействия на здоровье, включая требования по низкому содержанию свинца согласно Приложению G. Выбор подходящего материала для коррозионно-активных жидкостей можно осуществить, проконсультировавшись с производителем по химической стойкости. руководство и понимание влияния температуры на прочность пластиковых материалов.
Хотя полипропилен имеет вдвое меньшую прочность, чем ПВХ и ХПВХ, он обладает наиболее универсальной химической стойкостью, поскольку для него не существует известных растворителей.Полипропилен хорошо работает в концентрированных уксусных кислотах и гидроксидах, а также подходит для более мягких растворов большинства кислот, щелочей, солей и многих органических химикатов.
Полипропилен доступен в виде пигментированного или непигментированного (натурального) материала.Натуральный полипропилен сильно разлагается под действием ультрафиолетового (УФ) излучения, но соединения, содержащие более 2,5% пигмента сажи, обладают адекватной УФ-стабилизацией.
Трубопроводные системы из ПВДФ используются в различных отраслях промышленности, от фармацевтики до горнодобывающей промышленности, благодаря прочности, рабочей температуре и химической стойкости ПВДФ к солям, сильным кислотам, разбавленным основаниям и многим органическим растворителям.В отличие от полипропилена, ПВДФ не разрушается под воздействием солнечных лучей;однако пластик прозрачен для солнечного света и может подвергать жидкость воздействию УФ-излучения.В то время как натуральный непигментированный состав ПВДФ отлично подходит для применения внутри помещений с высокой чистотой, добавление пигмента, такого как пищевой красный, позволит подвергать воздействию солнечного света без неблагоприятного воздействия на жидкую среду.
Пластмассовые системы имеют проблемы проектирования, такие как чувствительность к температуре и тепловому расширению и сжатию, но инженеры могут и уже разработали долговечные и экономичные системы трубопроводов для обычных и агрессивных сред.Основным соображением при проектировании является то, что коэффициент теплового расширения пластика больше, чем у металла - например, термопласт в пять-шесть раз больше, чем у стали.
При проектировании систем трубопроводов и рассмотрении влияния на размещение клапана и опоры клапана важным фактором при использовании термопластов является тепловое удлинение.Напряжения и силы, возникающие в результате теплового расширения и сжатия, могут быть уменьшены или устранены за счет обеспечения гибкости трубопроводных систем за счет частых изменений направления или введения компенсационных петель.Благодаря такой гибкости трубопроводной системы пластиковый клапан не должен поглощать большую часть нагрузки.
Поскольку термопласты чувствительны к температуре, номинальное давление клапана уменьшается с повышением температуры.Различные пластмассы имеют соответствующие характеристики при повышении температуры.Температура жидкости может быть не единственным источником тепла, который может повлиять на номинальное давление пластиковых клапанов — максимальная внешняя температура должна учитываться при проектировании.В некоторых случаях, не рассчитанные на внешнюю температуру трубопровода, могут возникнуть чрезмерные провисания из-за отсутствия опор для труб.ПВХ имеет максимальную рабочую температуру 140°F;ХПВХ имеет максимальную температуру 220°F;PP имеет максимум 180 ° F;и клапаны PVDF могут поддерживать давление до 280 ° F
На другом конце температурной шкалы большинство систем пластиковых трубопроводов хорошо работают при отрицательных температурах.Фактически, предел прочности при растяжении термопластичных труб увеличивается при понижении температуры.Однако ударная вязкость большинства пластиков снижается при понижении температуры, и у затронутых материалов трубопроводов появляется хрупкость.Пока клапаны и прилегающая к ним система трубопроводов не повреждены, не подвержены ударам или столкновениям с предметами, а трубопровод не падает во время обращения, неблагоприятное воздействие на пластиковые трубопроводы сведено к минимуму.
ТИПЫ ТЕРМОПЛАСТИКОВЫХ КЛАПАНОВ
Шаровые краны, обратные клапаны, дисковые затворы и мембранные клапаны изготавливаются из различных термопластичных материалов для систем напорных трубопроводов сортамента 80, которые также имеют множество вариантов отделки и аксессуаров.Стандартный шаровой кран чаще всего представляет собой настоящую соединительную конструкцию, облегчающую снятие корпуса клапана для технического обслуживания без нарушения соединительного трубопровода.Обратные клапаны из термопластика доступны в виде шаровых, поворотных, Y-образных и конических обратных клапанов.Поворотные затворы легко сочетаются с металлическими фланцами, поскольку они соответствуют отверстиям под болты, кругам болтов и габаритным размерам класса 150 ANSI. Гладкий внутренний диаметр деталей из термопластика только повышает точность управления мембранными клапанами.
Шаровые краны из ПВХ и ХПВХ производятся несколькими американскими и зарубежными компаниями в размерах от 1/2 дюйма до 6 дюймов с раструбными, резьбовыми или фланцевыми соединениями.Настоящая соединительная конструкция современных шаровых кранов включает в себя две гайки, которые навинчиваются на корпус, сжимая эластомерные уплотнения между корпусом и торцевыми соединителями.Некоторые производители сохраняют одну и ту же длину укладки шаровых кранов и резьбу гаек на протяжении десятилетий, чтобы обеспечить легкую замену старых клапанов без модификации прилегающего трубопровода.
Шаровые краны с эластомерными уплотнениями из этилен-пропилен-диенового мономера (EPDM) должны быть сертифицированы в соответствии с NSF-61G для использования с питьевой водой.Уплотнения из фторуглеродного (FKM) эластомера могут использоваться в качестве альтернативы для систем, в которых важна химическая совместимость.FKM также можно использовать в большинстве приложений, связанных с минеральными кислотами, за исключением хлористого водорода, растворов солей, хлорированных углеводородов и нефтяных масел.
Шаровые краны из ПВХ и ХПВХ размером от 1/2 до 2 дюймов являются оптимальным вариантом для систем горячего и холодного водоснабжения, где максимальное безударное рабочее давление воды может достигать 250 фунтов на квадратный дюйм при 73 °F.Шаровые краны большего размера, от 2-1/2 дюймов до 6 дюймов, будут иметь более низкое номинальное давление 150 фунтов на квадратный дюйм при 73°F.Шаровые краны из полипропилена и поливинилиденфторида (рис. 3 и 4), обычно используемые для транспортировки химических веществ, доступны в размерах от 1/2 до 4 дюймов с раструбными, резьбовыми или фланцевыми соединениями и обычно рассчитаны на максимальное безударное водоснабжение 150 psi при температуре окружающей среды.
Шаровые обратные клапаны из термопласта основаны на шаре с удельным весом меньше, чем у воды, поэтому, если давление на входной стороне падает, шар снова опускается на поверхность уплотнения.Эти клапаны можно использовать в тех же целях, что и аналогичные пластиковые шаровые краны, поскольку они не вводят в систему новые материалы.Другие типы обратных клапанов могут включать металлические пружины, которые могут не выдержать коррозионную среду.
Пластиковые поворотные затворы размером от 2 дюймов до 24 дюймов популярны для систем трубопроводов большего диаметра.Производители пластиковых поворотных затворов по-разному подходят к конструкции и уплотняющим поверхностям.В некоторых используется эластомерная прокладка (рис. 5) или уплотнительное кольцо, в то время как в других используется диск с эластомерным покрытием.Некоторые изготавливают корпус из одного материала, но внутренние смачиваемые компоненты служат материалами системы, а это означает, что корпус дроссельной заслонки из полипропилена может содержать вкладыш из EPDM и диск из ПВХ или несколько других конфигураций с обычно используемыми термопластами и эластомерными уплотнениями.
Установка пластикового дроссельного клапана проста, потому что эти клапаны изготавливаются бесфланцевого типа с эластомерными уплотнениями, встроенными в корпус.Они не требуют добавления прокладки.К болтовому креплению пластикового дроссельного клапана, установленного между двумя сопрягаемыми фланцами, следует относиться с осторожностью, увеличивая рекомендуемый крутящий момент болтами в три этапа.Это делается для обеспечения равномерного уплотнения по всей поверхности и предотвращения неравномерного механического воздействия на клапан.
Профессионалы в области металлических клапанов найдут знакомыми лучшие работы пластиковых мембранных клапанов с колесиком и индикаторами положения (рис. 6);однако пластиковый мембранный клапан может иметь некоторые явные преимущества, включая гладкие внутренние стенки корпуса из термопласта.Как и в случае с пластиковым шаровым краном, пользователи этих клапанов могут установить настоящую конструкцию с соединением, что может быть особенно полезно для работ по техническому обслуживанию клапана.Или пользователь может выбрать фланцевые соединения.Благодаря различным материалам корпуса и диафрагмы, этот клапан можно использовать в различных химических процессах.
Как и в случае с любым клапаном, ключом к приведению в действие пластиковых клапанов является определение эксплуатационных требований, таких как пневматическое или электрическое питание, а также питание постоянным или переменным током.Но с пластиком разработчик и пользователь также должны понимать, какая среда будет окружать привод.Как упоминалось ранее, пластиковые клапаны являются отличным вариантом для коррозионных ситуаций, в том числе во внешней агрессивной среде.По этой причине материал корпуса приводов для пластиковых клапанов является важным фактором.У производителей пластиковых клапанов есть варианты для удовлетворения потребностей этих агрессивных сред в виде приводов с пластиковым покрытием или металлических корпусов с эпоксидным покрытием.
Как показано в этой статье, пластиковые клапаны сегодня предлагают всевозможные варианты для новых применений и ситуаций.
Время публикации: 30 июля 2020 г.