Αν καιπλαστικές βαλβίδεςμερικές φορές θεωρούνται ως ένα ειδικό προϊόν - η πρώτη επιλογή για άτομα που κατασκευάζουν ή σχεδιάζουν προϊόντα πλαστικών σωληνώσεων για βιομηχανικά συστήματα ή που πρέπει να διαθέτουν εξαιρετικά καθαρό εξοπλισμό - είναι σύντομη η υπόθεση ότι αυτές οι βαλβίδες δεν έχουν πολλές γενικές χρήσεις - όραμα . Στην πραγματικότητα, οι σημερινές πλαστικές βαλβίδες έχουν ένα ευρύ φάσμα χρήσεων, επειδή οι τύποι υλικών συνεχίζουν να επεκτείνονται και οι καλοί σχεδιαστές που χρειάζονται αυτά τα υλικά σημαίνουν ότι υπάρχουν όλο και περισσότεροι τρόποι χρήσης αυτών των πολυλειτουργικών εργαλείων.

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΠΛΑΣΤΙΚΩΝ

Τα πλεονεκτήματα των θερμοπλαστικών βαλβίδων είναι μεγάλα — αντοχή στη διάβρωση, τα χημικά και την τριβή. λείοι εσωτερικοί τοίχοι. ελαφρύ βάρος? ευκολία εγκατάστασης? προσδόκιμο μακροζωίας· και χαμηλότερο κόστος κύκλου ζωής. Αυτά τα πλεονεκτήματα οδήγησαν σε ευρεία αποδοχή των πλαστικών βαλβίδων σε εμπορικές και βιομηχανικές εφαρμογές όπως διανομή νερού, επεξεργασία λυμάτων, επεξεργασία μετάλλων και χημικών προϊόντων, τρόφιμα και φαρμακευτικά προϊόντα, εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής, διυλιστήρια πετρελαίου και mo. Οι πλαστικές βαλβίδες μπορούν να κατασκευαστούν από διάφορα υλικά που χρησιμοποιούνται σε έναν αριθμό διαμορφώσεων. Οι πιο κοινές θερμοπλαστικές βαλβίδες είναι κατασκευασμένες από πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC), χλωριωμένο πολυβινυλοχλωρίδιο (CPVC), πολυπροπυλένιο (PP) και φθοριούχο πολυβινυλιδένιο (PVDF). Οι βαλβίδες PVC και CPVC συνήθως συνδέονται με συστήματα σωληνώσεων με άκρα υποδοχής τσιμεντοποίησης με διαλύτη ή άκρα με σπείρωμα και φλάντζα. λαμβάνοντας υπόψη ότι, τα PP και PVDF απαιτούν τη σύνδεση των εξαρτημάτων του συστήματος σωληνώσεων, είτε με τεχνολογίες θερμότητας, πισινών ή ηλεκτροσύντηξης.

Οι θερμοπλαστικές βαλβίδες υπερέχουν σε διαβρωτικά περιβάλλοντα, αλλά είναι εξίσου χρήσιμες στη γενική παροχή νερού, επειδή είναι χωρίς μόλυβδο1, ανθεκτικές στην αφαιμάρωση και δεν σκουριάζουν. Τα συστήματα και οι βαλβίδες σωληνώσεων PVC και CPVC θα πρέπει να ελέγχονται και να πιστοποιούνται σύμφωνα με το πρότυπο NSF [National Sanitation Foundation] 61 για επιπτώσεις στην υγεία, συμπεριλαμβανομένης της χαμηλής απαίτησης μολύβδου για το Παράρτημα Ζ. Η επιλογή του κατάλληλου υλικού για διαβρωτικά υγρά μπορεί να αντιμετωπιστεί συμβουλεύοντας τη χημική αντοχή του κατασκευαστή καθοδήγηση και κατανόηση της επίδρασης που θα έχει η θερμοκρασία στην αντοχή των πλαστικών υλικών.

Αν και το πολυπροπυλένιο έχει τη μισή αντοχή από το PVC και το CPVC, έχει την πιο ευέλικτη χημική αντοχή επειδή δεν υπάρχουν γνωστοί διαλύτες. Το PP έχει καλή απόδοση σε συμπυκνωμένα οξέα και υδροξείδια και είναι επίσης κατάλληλο για ηπιότερα διαλύματα των περισσότερων οξέων, αλκαλίων, αλάτων και πολλών οργανικών χημικών ουσιών.

Το PP διατίθεται ως χρωματισμένο ή μη (φυσικό) υλικό. Το φυσικό PP αποικοδομείται σοβαρά από την υπεριώδη ακτινοβολία (UV), αλλά οι ενώσεις που περιέχουν περισσότερο από 2,5% μελάγχρωση αιθάλης είναι επαρκώς σταθεροποιημένες με υπεριώδη ακτινοβολία.

Τα συστήματα σωληνώσεων PVDF χρησιμοποιούνται σε μια ποικιλία βιομηχανικών εφαρμογών, από φαρμακευτικές έως εξορυκτικές, λόγω της αντοχής του PVDF, της θερμοκρασίας λειτουργίας και της χημικής αντοχής σε άλατα, ισχυρά οξέα, αραιές βάσεις και πολλούς οργανικούς διαλύτες. Σε αντίθεση με το PP, το PVDF δεν υποβαθμίζεται από το ηλιακό φως. Ωστόσο, το πλαστικό είναι διαφανές στο ηλιακό φως και μπορεί να εκθέσει το υγρό σε υπεριώδη ακτινοβολία. Ενώ μια φυσική, χωρίς χρωστική σύνθεση PVDF είναι εξαιρετική για εφαρμογές υψηλής καθαρότητας σε εσωτερικούς χώρους, η προσθήκη μιας χρωστικής, όπως η κόκκινη για τρόφιμα θα επέτρεπε την έκθεση στο ηλιακό φως χωρίς δυσμενείς επιπτώσεις στο υγρό μέσο.

Τα πλαστικά συστήματα έχουν σχεδιαστικές προκλήσεις, όπως ευαισθησία στη θερμοκρασία και θερμική διαστολή και συστολή, αλλά οι μηχανικοί μπορούν και έχουν σχεδιάσει μακροχρόνια, οικονομικά αποδοτικά συστήματα σωληνώσεων για γενικά και διαβρωτικά περιβάλλοντα. Η κύρια εκτίμηση του σχεδιασμού είναι ότι ο συντελεστής θερμικής διαστολής για τα πλαστικά είναι μεγαλύτερος από το μέταλλο - το θερμοπλαστικό είναι πέντε έως έξι φορές μεγαλύτερο από αυτόν του χάλυβα, για παράδειγμα.

Κατά το σχεδιασμό συστημάτων σωληνώσεων και την εξέταση των επιπτώσεων στην τοποθέτηση των βαλβίδων και στα στηρίγματα των βαλβίδων, ένα σημαντικό στοιχείο στα θερμοπλαστικά είναι η θερμική επιμήκυνση. Οι τάσεις και οι δυνάμεις που προκύπτουν από τη θερμική διαστολή και συστολή μπορούν να μειωθούν ή να εξαλειφθούν παρέχοντας ευελιξία στα συστήματα σωληνώσεων μέσω συχνών αλλαγών στην κατεύθυνση ή εισαγωγής βρόχων διαστολής. Παρέχοντας αυτή την ευελιξία κατά μήκος του συστήματος σωληνώσεων, η πλαστική βαλβίδα δεν θα χρειαστεί να απορροφήσει τόσο μεγάλη πίεση (Εικόνα 1).

Επειδή τα θερμοπλαστικά είναι ευαίσθητα στη θερμοκρασία, η ονομαστική πίεση μιας βαλβίδας μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία. Διαφορετικά πλαστικά υλικά έχουν αντίστοιχη μείωση με αυξημένη θερμοκρασία. Η θερμοκρασία του υγρού μπορεί να μην είναι η μόνη πηγή θερμότητας που μπορεί να επηρεάσει την ονομαστική πίεση των πλαστικών βαλβίδων—η μέγιστη εξωτερική θερμοκρασία πρέπει να αποτελεί μέρος της μελέτης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η μη σχεδίαση για την εξωτερική θερμοκρασία των σωληνώσεων μπορεί να προκαλέσει υπερβολική χαλάρωση λόγω έλλειψης στηριγμάτων σωλήνων. Το PVC έχει μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας 140°F. Το CPVC έχει μέγιστη θερμοκρασία 220°F. Το PP έχει μέγιστη θερμοκρασία 180°F. και οι βαλβίδες PVDF μπορούν να διατηρήσουν πίεση έως και 280°F (Εικόνα 2).

Στο άλλο άκρο της κλίμακας θερμοκρασίας, τα περισσότερα συστήματα πλαστικών σωληνώσεων λειτουργούν αρκετά καλά σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν. Στην πραγματικότητα, η αντοχή σε εφελκυσμό αυξάνεται στις θερμοπλαστικές σωληνώσεις καθώς η θερμοκρασία μειώνεται. Ωστόσο, η αντοχή στην κρούση των περισσότερων πλαστικών μειώνεται καθώς πέφτει η θερμοκρασία και εμφανίζεται ευθραυστότητα στα επηρεαζόμενα υλικά σωληνώσεων. Εφόσον οι βαλβίδες και το παρακείμενο σύστημα σωληνώσεων δεν διαταράσσονται, δεν κινδυνεύουν από χτυπήματα ή χτυπήματα αντικειμένων και οι σωληνώσεις δεν πέφτουν κατά τον χειρισμό, ελαχιστοποιούνται οι αρνητικές επιπτώσεις στις πλαστικές σωληνώσεις.

ΤΥΠΟΙ ΘΕΡΜΟΠΛΑΣΤΙΚΩΝ ΒΑΛΒΙΔΩΝ

Σφαίρες βαλβίδες,βαλβίδες αντεπιστροφής,βαλβίδες πεταλούδαςκαι διαφραγματικές βαλβίδες είναι διαθέσιμες σε καθένα από τα διαφορετικά θερμοπλαστικά υλικά για συστήματα σωληνώσεων πίεσης προγραμματισμού 80 που διαθέτουν επίσης πολλές επιλογές επένδυσης και αξεσουάρ. Η τυπική σφαιρική βαλβίδα είναι συνήθως ένας πραγματικός σχεδιασμός ένωσης για να διευκολύνει την αφαίρεση του σώματος της βαλβίδας για συντήρηση χωρίς διακοπή των σωληνώσεων σύνδεσης. Οι θερμοπλαστικές βαλβίδες αντεπιστροφής είναι διαθέσιμες ως έλεγχοι σφαιρών, έλεγχοι αιώρησης, έλεγχοι y και έλεγχοι κώνου. Οι βαλβίδες πεταλούδας συνδυάζονται εύκολα με μεταλλικές φλάντζες επειδή συμμορφώνονται με τις οπές των μπουλονιών, τους κύκλους των μπουλονιών και τις συνολικές διαστάσεις της κλάσης ANSI 150. Η ομαλή εσωτερική διάμετρος των θερμοπλαστικών εξαρτημάτων απλώς προσθέτει στον ακριβή έλεγχο των βαλβίδων διαφράγματος.

Οι σφαιρικές βαλβίδες από PVC και CPVC κατασκευάζονται από αρκετές αμερικανικές και ξένες εταιρείες σε μεγέθη 1/2 ίντσας έως 6 ίντσες με υποδοχές, συνδέσεις με σπείρωμα ή φλάντζα. Ο πραγματικός σχεδιασμός ένωσης των σύγχρονων σφαιρικών βαλβίδων περιλαμβάνει δύο παξιμάδια που βιδώνουν στο σώμα, συμπιέζοντας ελαστομερείς σφραγίδες μεταξύ του σώματος και των ακραίων συνδέσμων. Ορισμένοι κατασκευαστές έχουν διατηρήσει το ίδιο μήκος τοποθέτησης σφαιρικής βαλβίδας και τα ίδια σπειρώματα παξιμαδιών για δεκαετίες για να επιτρέψουν την εύκολη αντικατάσταση παλαιότερων βαλβίδων χωρίς τροποποίηση των παρακείμενων σωληνώσεων.

Οι σφαιρικές βαλβίδες με ελαστομερή σφράγιση μονομερούς αιθυλενίου προπυλενοδιενίου (EPDM) θα πρέπει να είναι πιστοποιημένες σύμφωνα με το NSF-61G για χρήση σε πόσιμο νερό. Οι ελαστομερείς σφραγίδες φθοράνθρακα (FKM) μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εναλλακτική λύση για συστήματα όπου η χημική συμβατότητα προκαλεί ανησυχία. Το FKM μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στις περισσότερες εφαρμογές που περιλαμβάνουν ορυκτά οξέα, με εξαίρεση το υδροχλώριο, τα διαλύματα αλάτων, τους χλωριωμένους υδρογονάνθρακες και τα πετρελαιοειδή.

Εικόνα 3. Μια σφαιρική βαλβίδα με φλάντζα συνδεδεμένη σε μια δεξαμενή Εικόνα 4. Μια σφαιρική βαλβίδα αντεπιστροφής τοποθετημένη κατακόρυφα Οι σφαιρικές βαλβίδες PVC και CPVC, 1/2 ίντσας έως 2 ίντσες, είναι μια βιώσιμη επιλογή για εφαρμογές ζεστού και κρύου νερού όπου το μέγιστο μη κρουστικό νερό Η εξυπηρέτηση μπορεί να φτάσει τα 250 psi στους 73°F. Οι μεγαλύτερες σφαιρικές βαλβίδες, 2-1/2 ίντσες έως 6 ίντσες, θα έχουν χαμηλότερη τιμή πίεσης 150 psi στους 73°F. Συνήθως χρησιμοποιούνται στη μεταφορά χημικών, οι σφαιρικές βαλβίδες PP και PVDF (Εικόνες 3 και 4), που διατίθενται σε μεγέθη 1/2 ίντσας έως 4 ίντσες με πρίζες, συνδέσεις με σπείρωμα ή με φλάντζα, συνήθως βαθμολογούνται με μέγιστη παροχή νερού χωρίς κρούση 150 psi σε θερμοκρασία περιβάλλοντος.

Οι θερμοπλαστικές σφαιρικές βαλβίδες αντεπιστροφής βασίζονται σε μια σφαίρα με ειδικό βάρος μικρότερο από αυτό του νερού, έτσι ώστε εάν χαθεί η πίεση στην ανάντη πλευρά, η σφαίρα θα βυθιστεί πίσω στην επιφάνεια στεγανοποίησης. Αυτές οι βαλβίδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην ίδια υπηρεσία με παρόμοιες πλαστικές σφαιρικές βαλβίδες επειδή δεν εισάγουν νέα υλικά στο σύστημα. Άλλοι τύποι βαλβίδων αντεπιστροφής μπορεί να περιλαμβάνουν μεταλλικά ελατήρια που μπορεί να μην διαρκούν σε διαβρωτικά περιβάλλοντα.

Εικόνα 5. Μια βαλβίδα πεταλούδας με ελαστομερή επένδυση Η πλαστική βαλβίδα πεταλούδας σε μεγέθη 2 ίντσες έως 24 ίντσες είναι δημοφιλής για συστήματα σωληνώσεων μεγαλύτερης διαμέτρου. Οι κατασκευαστές πλαστικών βαλβίδων πεταλούδας ακολουθούν διαφορετικές προσεγγίσεις στην κατασκευή και τις επιφάνειες στεγανοποίησης. Μερικοί χρησιμοποιούν ελαστομερή επένδυση (Εικόνα 5) ή δακτύλιο Ο, ενώ άλλοι χρησιμοποιούν δίσκο με επικάλυψη ελαστομερούς. Μερικοί φτιάχνουν το σώμα από ένα υλικό, αλλά τα εσωτερικά, βρεγμένα εξαρτήματα χρησιμεύουν ως υλικά του συστήματος, πράγμα που σημαίνει ότι ένα σώμα βαλβίδας πεταλούδας πολυπροπυλενίου μπορεί να περιέχει επένδυση EPDM και δίσκο PVC ή πολλές άλλες διαμορφώσεις με θερμοπλαστικά και ελαστομερή στεγανοποιητικά που βρίσκονται συνήθως.

Η εγκατάσταση μιας πλαστικής βαλβίδας πεταλούδας είναι απλή, επειδή αυτές οι βαλβίδες είναι κατασκευασμένες σε στυλ γκοφρέτας με ελαστομερή στεγανοποιήσεις σχεδιασμένες στο σώμα. Δεν απαιτούν την προσθήκη φλάντζας. Τοποθετημένο ανάμεσα σε δύο φλάντζες ζευγαρώματος, η βίδωμα μιας πλαστικής βαλβίδας πεταλούδας πρέπει να γίνεται με προσοχή, αυξάνοντας τη συνιστώμενη ροπή μπουλονιού σε τρία στάδια. Αυτό γίνεται για να εξασφαλιστεί ομοιόμορφη στεγανοποίηση σε όλη την επιφάνεια και ότι δεν ασκείται άνιση μηχανική καταπόνηση στη βαλβίδα.

Εικόνα 6. Μια βαλβίδα μεμβράνης Οι επαγγελματίες των μεταλλικών βαλβίδων θα βρουν τις κορυφαίες εργασίες των πλαστικών διαφραγματικών βαλβίδων με γνωστούς τους δείκτες τροχού και θέσης (Εικόνα 6). Ωστόσο, η πλαστική βαλβίδα διαφράγματος μπορεί να περιλαμβάνει ορισμένα διακριτά πλεονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένων των λείων εσωτερικών τοιχωμάτων του θερμοπλαστικού σώματος. Παρόμοια με την πλαστική σφαιρική βαλβίδα, οι χρήστες αυτών των βαλβίδων έχουν τη δυνατότητα να εγκαταστήσουν το πραγματικό σχέδιο ένωσης, το οποίο μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για εργασίες συντήρησης στη βαλβίδα. Ή, ένας χρήστης μπορεί να επιλέξει συνδέσεις με φλάντζα. Λόγω όλων των επιλογών υλικών σώματος και διαφράγματος, αυτή η βαλβίδα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορες χημικές εφαρμογές.

Όπως με κάθε βαλβίδα, το κλειδί για την ενεργοποίηση των πλαστικών βαλβίδων είναι ο καθορισμός των απαιτήσεων λειτουργίας, όπως η πνευματική έναντι ηλεκτρικής και η ισχύς συνεχούς ρεύματος έναντι εναλλασσόμενου ρεύματος. Αλλά με το πλαστικό, ο σχεδιαστής και ο χρήστης πρέπει επίσης να κατανοήσουν ποιος τύπος περιβάλλοντος θα περιβάλλει τον ενεργοποιητή. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι πλαστικές βαλβίδες είναι μια εξαιρετική επιλογή για διαβρωτικές καταστάσεις, οι οποίες περιλαμβάνουν εξωτερικά διαβρωτικά περιβάλλοντα. Εξαιτίας αυτού, το υλικό περιβλήματος των ενεργοποιητών για πλαστικές βαλβίδες αποτελεί σημαντικό παράγοντα. Οι κατασκευαστές πλαστικών βαλβίδων έχουν επιλογές για να καλύψουν τις ανάγκες αυτών των διαβρωτικών περιβαλλόντων με τη μορφή ενεργοποιητών καλυμμένων με πλαστικό ή μεταλλικών περιβλημάτων με εποξική επίστρωση.

Όπως δείχνει αυτό το άρθρο, οι πλαστικές βαλβίδες σήμερα προσφέρουν κάθε είδους επιλογές για νέες εφαρμογές και καταστάσεις.