Chociażzawory plastikowesą czasami uważane za produkt specjalny – pierwszy wybór dla osób, które produkują lub projektują rurociągi z tworzyw sztucznych do systemów przemysłowych lub które muszą mieć ultra czysty sprzęt – krótko zakładając, że te zawory nie mają wielu ogólnych zastosowań – wizja.W rzeczywistości dzisiejsze zawory plastikowe mają szeroki zakres zastosowań, ponieważ rodzaje materiałów stale się poszerzają, a dobrzy projektanci, którzy potrzebują tych materiałów, oznaczają, że istnieje coraz więcej sposobów wykorzystania tych wielofunkcyjnych narzędzi.

WŁAŚCIWOŚCI TWORZYW SZTUCZNYCH

Zawory termoplastyczne mają szerokie zalety – odporność na korozję, chemikalia i ścieranie;gładkie ściany wewnętrzne;niewielka waga;łatwość instalacji;długa 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 chemiczna, żywność i farmaceutyka, elektrownie, rafinerie ropy naftowej. Zawory moPlastic mogą być produkowane z wielu różnych materiałów w wielu konfiguracjach.Najpopularniejsze zawory termoplastyczne wykonane są z polichlorku winylu (PVC), chlorowanego polichlorku winylu (CPVC), polipropylenu (PP) i polifluorku winylidenu (PVDF).Zawory z PVC i CPVC są powszechnie łączone z systemami rurociągów za pomocą końcówek kielichowych lub końcówek gwintowanych i kołnierzowych cementowanych rozpuszczalnikiem;podczas gdy PP i PVDF wymagają łączenia elementów systemu rurociągów za pomocą technologii zgrzewania, doczołowego lub elektrooporu.

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 zostać przetestowane i certyfikowane zgodnie z normą 61 NSF [National Sanitation Foundation] pod kątem skutków zdrowotnych, w tym wymagania dotyczące niskiej zawartości ołowiu określone w Załączniku G. Wybór odpowiedniego materiału dla płynów korozyjnych może zostać dokonany po sprawdzeniu odporności chemicznej producenta przewodnik i zrozumienie wpływu, jaki temperatura będzie miała na wytrzymałość materiałów z tworzyw sztucznych.

Chociaż polipropylen ma połowę wytrzymałości w stosunku do PVC i CPVC, ma najbardziej wszechstronną odporność chemiczną, ponieważ nie są znane żadne rozpuszczalniki.PP dobrze radzi sobie ze stężonymi kwasami octowymi i wodorotlenkami, nadaje się także do łagodniejszych roztworów większości kwasów, zasad, soli i wielu organicznych substancji chemicznych.

PP jest dostępny jako materiał pigmentowany lub niepigmentowany (naturalny).Naturalny PP ulega znacznej degradacji pod wpływem promieniowania ultrafioletowego (UV), ale związki zawierające więcej niż 2,5% pigmentu sadzy są odpowiednio stabilizowane przed promieniowaniem UV.

Systemy rur PVDF są wykorzystywane w różnorodnych zastosowaniach przemysłowych, od farmaceutycznego po górnictwo, ze względu na wytrzymałość, temperaturę roboczą i odporność chemiczną PVDF na sole, mocne kwasy, rozcieńczone zasady i wiele rozpuszczalników organicznych.W przeciwieństwie do PP, PVDF nie ulega rozkładowi pod wpływem światła słonecznego;jednakże tworzywo sztuczne jest przezroczyste dla światła słonecznego i może narazić płyn na promieniowanie UV.Chociaż naturalna, bezpigmentowana formuła PVDF doskonale nadaje się 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 kurczenie cieplne, ale inżynierowie mogą zaprojektować trwałe i opłacalne systemy rurowe dla środowisk ogólnych i korozyjnych.Głównym założeniem projektowym jest to, aby współczynnik rozszerzalności cieplnej tworzyw sztucznych był większy niż metalu — na przykład tworzywa termoplastyczne są pięć do sześciu razy większe niż stali.

Projektując systemy rurociągów i rozważając wpływ na rozmieszczenie zaworów i wsporniki zaworów, ważnym czynnikiem w przypadku tworzyw termoplastycznych jest wydłużenie termiczne.Naprężenia i siły wynikające z rozszerzalności i skurczu termicznego można zmniejszyć lub wyeliminować, zapewniając elastyczność systemów rurowych poprzez częste zmiany kierunku lub wprowadzenie pętli dylatacyjnych.Dzięki zapewnieniu tej elastyczności wzdłuż instalacji rurowej zawór z tworzywa sztucznego nie będzie musiał przejmować tak dużej ilości naprężeń (rysunek 1).

Ponieważ tworzywa termoplastyczne są wrażliwe na temperaturę, ciśnienie znamionowe zaworu zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury.Różne materiały z tworzyw sztucznych wykazują odpowiednie obniżenie wartości znamionowych wraz ze wzrostem temperatury.Temperatura płynu nie może być jedynym źródłem ciepła, które może mieć wpływ na ciśnienie znamionowe zaworów z tworzywa sztucznego – przy projektowaniu należy uwzględnić maksymalną temperaturę zewnętrzną.W niektórych przypadkach niezaprojektowanie rury pod kątem temperatury zewnętrznej może spowodować nadmierne ugięcie z powodu braku podpór rury.Maksymalna temperatura pracy PVC wynosi 140°F;CPVC ma maksymalnie 220°F;PP ma maksymalnie 180°F;i zawory PVDF mogą utrzymać ciśnienie do 280°F (rysunek 2).

Z drugiej strony 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.Jednakże odporność na uderzenia większości tworzyw sztucznych zmniejsza się wraz ze spadkiem temperatury, a uszkodzone materiały rurowe stają się kruche.Dopóki zawory i przylegający do nich system rurociągów nie są naruszone, nie są narażone na uderzenia lub uderzenia przedmiotami, a rurociąg nie upadnie podczas przenoszenia, niekorzystny wpływ na rurociągi z tworzywa sztucznego jest zminimalizowany.

TYPY ZAWORÓW TERMOPLASTYCZNYCH

Zawory kulowe,Sprawdź zawory,zawory motylkowei zawory membranowe są dostępne w każdym z różnych materiałów termoplastycznych dla systemów rurociągów ciśnieniowych Schedule 80, które mają również wiele opcji wyposażenia i akcesoriów.Standardowy zawór kulowy jest najczęściej uznawany za konstrukcję z prawdziwym złączem, ułatwiającą demontaż korpusu zaworu w celu konserwacji bez zakłócania rur łączących.Termoplastyczne zawory zwrotne są dostępne w wersji kulowej, wahliwej, Y-checkowej i stożkowej.Zawory motylkowe łatwo łączą się z kołnierzami metalowymi, ponieważ są zgodne z otworami na śruby, okręgami śrub i całkowitymi wymiarami ANSI klasy 150. Gładka średnica wewnętrzna części termoplastycznych tylko zwiększa precyzyjną kontrolę zaworów membranowych.

Zawory kulowe z PVC i CPVC są produkowane przez kilka amerykańskich i zagranicznych firm w rozmiarach od 1/2 cala do 6 cali z gniazdami, połączeniami gwintowanymi lub kołnierzowymi.Prawdziwa konstrukcja współczesnych zaworów kulowych obejmuje dwie nakrętki przykręcane do korpusu, ściskające uszczelki elastomerowe pomiędzy korpusem a złączami końcowymi.Niektórzy producenci od dziesięcioleci utrzymują tę samą długość układania zaworów kulowych i gwinty nakrętek, aby umożliwić łatwą wymianę starszych zaworów bez modyfikacji przylegających rurociągów.

Zawory kulowe z uszczelkami z elastomeru etylenowo-propylenowo-dienowego (EPDM) powinny posiadać certyfikat NSF-61G do stosowania w wodzie pitnej.Uszczelki z elastomeru fluorowęglowego (FKM) można stosować jako alternatywę w systemach, w których problemem jest zgodność chemiczna.FKM można również stosować w większości zastosowań związanych z kwasami mineralnymi, z wyjątkiem chlorowodoru, roztworów soli, chlorowanych węglowodorów i olejów naftowych.

Rysunek 3. Zawór kulowy kołnierzowy przymocowany do zbiornika. Rysunek 4. Kulowy zawór zwrotny zainstalowany pionowo. Zawory kulowe z PVC i CPVC o średnicach od 1/2 cala do 2 cali są realną opcją do zastosowań z ciepłą i zimną wodą, gdzie maksymalna ilość wody bez uderzeń ciśnienie może osiągnąć nawet 250 psi przy 73°F.Większe zawory kulowe, od 2-1/2 cala do 6 cali, będą miały niższe ciśnienie znamionowe wynoszące 150 psi przy 73°F.Powszechnie stosowane w transporcie środków chemicznych zawory kulowe z PP i PVDF (rysunki 3 i 4), dostępne w rozmiarach od 1/2 cala do 4 cali z gniazdami, połączeniami gwintowanymi lub kołnierzowymi, są zwykle przystosowane do maksymalnego przepływu wody bez udaru wynoszącego 150 psi w temperaturze otoczenia.

Termoplastyczne kulowe zawory zwrotne opierają się na kuli o ciężarze właściwym mniejszym niż woda, więc w przypadku utraty ciśnienia po stronie dopływu kula opadnie z powrotem na powierzchnię uszczelniającą.Zawory te mogą być używane w tym samym celu, co podobne plastikowe zawory kulowe, ponieważ nie wprowadzają nowych materiałów do systemu.Inne typy zaworów zwrotnych mogą zawierać sprężyny metalowe, które mogą nie wytrzymać w środowiskach korozyjnych.

Rysunek 5. Przepustnica z wkładką elastomerową Plastikowa przepustnica w rozmiarach od 2 cali do 24 cali jest popularna w instalacjach rurowych o większej średnicy.Producenci plastikowych przepustnic w różny sposób podchodzą do konstrukcji i powierzchni uszczelniających.Niektórzy używają wkładki elastomerowej (rysunek 5) lub pierścienia typu O-ring, podczas gdy inni wykorzystują tarczę pokrytą elastomerem.Niektóre wykonują korpus z jednego materiału, ale wewnętrzne, zwilżane elementy służą jako materiały systemowe, co oznacza, że ​​korpus przepustnicy z polipropylenu może zawierać wkładkę EPDM i dysk z PVC lub kilka innych konfiguracji z powszechnie stosowanymi uszczelkami z tworzyw termoplastycznych i elastomerów.

Instalacja plastikowego zaworu motylkowego jest prosta, ponieważ zawory te są produkowane w kształcie płytki z elastomerowymi uszczelkami umieszczonymi w korpusie.Nie wymagają dodania uszczelki.Przykręcanie plastikowej przepustnicy, umieszczonej pomiędzy dwoma współpracującymi kołnierzami, należy wykonywać ostrożnie, zwiększając w trzech etapach moment obrotowy śruby do zalecanego.Odbywa się to w celu zapewnienia równomiernego uszczelnienia na powierzchni i uniknięcia nierównomiernego naprężenia mechanicznego na zaworze.

Rysunek 6. Zawór membranowy Specjaliści zajmujący się zaworami metalowymi uznają najlepsze prace plastikowych zaworów membranowych ze znajomym kołem i wskaźnikami położenia (Rysunek 6);jednakże zawór membranowy z tworzywa sztucznego może mieć pewne wyraźne zalety, w tym gładkie ścianki wewnętrzne korpusu termoplastycznego.Podobnie jak w przypadku zaworu kulowego z tworzywa sztucznego, użytkownicy tych zaworów mają możliwość zamontowania prawdziwego złącza, co może być szczególnie przydatne podczas prac konserwacyjnych na zaworze.Lub użytkownik może wybrać połączenia kołnierzowe.Ze względu na różnorodność materiałów korpusu i membrany, zawór ten może być stosowany w różnorodnych zastosowaniach chemicznych.

Podobnie jak w przypadku każdego zaworu, kluczem do uruchomienia zaworów plastikowych jest określenie wymagań eksploatacyjnych, takich jak zasilanie pneumatyczne lub elektryczne oraz zasilanie prądem stałym lub przemiennym.Jednak w przypadku tworzyw sztucznych projektant i użytkownik muszą także zrozumieć, jakiego rodzaju środowisko będzie otaczać siłownik.Jak wspomniano wcześniej, zawory plastikowe są doskonałym rozwiązaniem w sytuacjach korozyjnych, które obejmują zewnętrzne środowiska korozyjne.Z tego powodu ważnym czynnikiem jest materiał obudowy siłowników do zaworów z tworzywa sztucznego.Producenci zaworów z tworzyw sztucznych mają możliwość zaspokojenia potrzeb środowisk korozyjnych w postaci siłowników pokrytych tworzywem sztucznym lub metalowych obudów pokrytych żywicą epoksydową.

Jak pokazano w tym artykule, zawory plastikowe oferują dziś różnorodne opcje w nowych zastosowaniach i sytuacjach.