Iakoplastični ventiliponekad se smatraju posebnim proizvodom - prvim izborom za ljude koji proizvode ili dizajniraju plastične cijevi za industrijske sisteme ili koji moraju imati ultra-čistu opremu - kratka je pretpostavka da ovi ventili nemaju mnogo općih upotreba. U stvari, današnji plastični ventili imaju širok raspon upotreba, jer se vrste materijala nastavljaju širiti, a dobri dizajneri kojima su potrebni ovi materijali znače da postoji sve više načina za korištenje ovih multifunkcionalnih alata.

SVOJSTVA PLASTIKE

Prednosti termoplastičnih ventila su brojne - otpornost na koroziju, hemikalije i abraziju; glatki unutrašnji zidovi; mala težina; jednostavnost ugradnje; dug vijek trajanja; i niži troškovi životnog ciklusa. Ove prednosti dovele su do široke prihvaćenosti plastičnih ventila u komercijalnim i industrijskim primjenama kao što su distribucija vode, tretman otpadnih voda, prerada metala i hemikalija, prehrambena i farmaceutska industrija, elektrane, rafinerije nafte i mo. Plastični ventili mogu se proizvesti od brojnih različitih materijala koji se koriste u brojnim konfiguracijama. Najčešći termoplastični ventili su izrađeni od polivinil hlorida (PVC), hlorisanog polivinil hlorida (CPVC), polipropilena (PP) i poliviniliden fluorida (PVDF). PVC i CPVC ventili se obično spajaju sa cjevovodnim sistemima pomoću spojnica za cementiranje rastvaračem ili navojnih i prirubničkih krajeva; dok PP i PVDF zahtijevaju spajanje komponenti cjevovodnog sistema, bilo tehnologijom toplotnog, sučeonog ili elektrofuzijskog spajanja.

Termoplastični ventili su odlični u korozivnim okruženjima, ali su podjednako korisni i u općim vodovodnim uslugama jer ne sadrže olovo1, otporni su na decinkaciju i ne hrđaju. PVC i CPVC cjevovodni sistemi i ventili trebaju biti testirani i certificirani prema NSF [Nacionalna sanitarna fondacija] standardu 61 za utjecaj na zdravlje, uključujući zahtjev za niskim sadržajem olova za Aneks G. Odabir odgovarajućeg materijala za korozivne tekućine može se obaviti konsultacijom s proizvođačevim vodičem za hemijsku otpornost i razumijevanjem utjecaja koji će temperatura imati na čvrstoću plastičnih materijala.

Iako polipropilen ima upola manju čvrstoću od PVC-a i CPVC-a, ima najsvestraniju hemijsku otpornost jer ne postoje poznati rastvarači. PP se dobro ponaša u koncentrovanim sirćetnim kiselinama i hidroksidima, a pogodan je i za blaže rastvore većine kiselina, alkalija, soli i mnogih organskih hemikalija.

PP je dostupan kao pigmentirani ili nepigmentirani (prirodni) materijal. Prirodni PP se ozbiljno degradira ultraljubičastim (UV) zračenjem, ali spojevi koji sadrže više od 2,5% pigmentacije crnog ugljika su adekvatno UV stabilizirani.

PVDF cjevovodni sistemi se koriste u raznim industrijskim primjenama, od farmaceutske do rudarstva, zbog čvrstoće PVDF-a, radne temperature i hemijske otpornosti na soli, jake kiseline, razrijeđene baze i mnoge organske rastvarače. Za razliku od PP-a, PVDF se ne degradira sunčevom svjetlošću; međutim, plastika je prozirna za sunčevu svjetlost i može izložiti tekućinu UV zračenju. Dok je prirodna, nepigmentirana formulacija PVDF-a odlična za visokočistoću, unutarnju primjenu, dodavanje pigmenta poput crvene boje prehrambene kvalitete omogućilo bi izlaganje sunčevoj svjetlosti bez negativnog utjecaja na tekućinu.

Plastični sistemi imaju dizajnerske izazove, kao što su osjetljivost na temperaturu i termičko širenje i skupljanje, ali inženjeri mogu i jesu dizajnirali dugotrajne, isplative cjevovodne sisteme za opće i korozivne okoline. Glavno razmatranje dizajna je da je koeficijent termičkog širenja za plastiku veći od metala - termoplastika je pet do šest puta veća od čelika, na primjer.

Prilikom projektovanja cjevovodnih sistema i razmatranja uticaja na položaj ventila i nosače ventila, važno razmatranje kod termoplastike je termičko izduženje. Naprezanja i sile koje nastaju usljed termičkog širenja i skupljanja mogu se smanjiti ili eliminisati obezbjeđivanjem fleksibilnosti u cjevovodnim sistemima čestim promjenama smjera ili uvođenjem ekspanzionih petlji. Obezbjeđivanjem ove fleksibilnosti duž cjevovodnog sistema, plastični ventil neće morati apsorbovati toliko naprezanja (Slika 1).

Budući da su termoplastike osjetljive na temperaturu, nazivni pritisak ventila se smanjuje s porastom temperature. Različiti plastični materijali imaju odgovarajuće smanjenje temperature s porastom temperature. Temperatura fluida možda nije jedini izvor topline koji može utjecati na nazivni pritisak plastičnih ventila - maksimalna vanjska temperatura mora biti dio razmatranja dizajna. U nekim slučajevima, nedizajniranje za vanjsku temperaturu cijevi može uzrokovati prekomjerno progibanje zbog nedostatka nosača cijevi. PVC ima maksimalnu radnu temperaturu od 140°F; CPVC ima maksimum od 220°F; PP ima maksimum od 180°F; a PVDF ventili mogu održavati pritisak do 280°F (Slika 2).

S druge strane temperaturne skale, većina plastičnih cjevovodnih sistema prilično dobro funkcioniše na temperaturama ispod nule. U stvari, zatezna čvrstoća termoplastičnih cijevi se povećava kako temperatura pada. Međutim, otpornost većine plastike na udarce se smanjuje kako temperatura pada, a u pogođenim cjevovodnim materijalima se javlja krhkost. Sve dok ventili i susjedni cjevovodni sistem nisu oštećeni, nisu ugroženi udarcima ili sudaranjem predmeta i cijevi ne ispuštaju se tokom rukovanja, negativni efekti na plastične cijevi su minimizirani.

VRSTE TERMOPLASTIČNIH VENTILA

Kuglasti ventili,nepovratni ventili,leptir ventiliMembranski ventili dostupni su u svakom od različitih termoplastičnih materijala za sisteme cjevovoda pod pritiskom razreda 80, koji također imaju mnoštvo opcija obrubljivanja i dodatne opreme. Standardni kuglasti ventil najčešće je dizajniran kao pravi spojni dizajn kako bi se olakšalo uklanjanje tijela ventila radi održavanja bez ometanja spojnih cijevi. Termoplastični nepovratni ventili dostupni su kao kuglasti, zakretni, Y-profilni i konusni ventili. Leptirasti ventili se lako spajaju s metalnim prirubnicama jer se prilagođavaju rupama za vijke, krugovima vijaka i ukupnim dimenzijama ANSI klase 150. Glatki unutrašnji promjer termoplastičnih dijelova samo doprinosi preciznoj kontroli membranskih ventila.

Kuglaste ventile od PVC-a i CPVC-a proizvodi nekoliko američkih i stranih kompanija u veličinama od 1/2 inča do 6 inča sa spojevima u obliku mufe, navojem ili prirubnicom. Pravi dizajn spojnice savremenih kuglastih ventila uključuje dvije matice koje se zavrću na tijelo, komprimirajući elastomerne zaptivke između tijela i završnih konektora. Neki proizvođači su decenijama održavali istu dužinu polaganja kuglastih ventila i navoje matica kako bi omogućili laku zamjenu starijih ventila bez modifikacije susjednih cijevi.

Kuglasti ventili sa elastomernim zaptivkama od etilen propilen dien monomera (EPDM) trebaju biti certificirani prema NSF-61G za upotrebu u pitkoj vodi. Elastomerne zaptivke od fluorougljika (FKM) mogu se koristiti kao alternativa za sisteme gdje je hemijska kompatibilnost važna. FKM se također može koristiti u većini primjena koje uključuju mineralne kiseline, s izuzetkom hlorovodonika, rastvora soli, hlorisanih ugljikovodika i naftnih ulja.

Slika 3. Kuglasti ventil s prirubnicom pričvršćen za rezervoarSlika 4. Kuglasti nepovratni ventil postavljen vertikalnoPVC i CPVC kuglasti ventili, od 1/2 inča do 2 inča, su održiva opcija za primjene s toplom i hladnom vodom gdje maksimalni servis vode bez udara može biti i do 250 psi na 73°F. Veći kuglasti ventili, od 2-1/2 inča do 6 inča, imat će niži nazivni pritisak od 150 psi na 73°F. Često korišteni u transportu hemikalija, PP i PVDF kuglasti ventili (slike 3 i 4), dostupni u veličinama od 1/2 inča do 4 inča s utičnicom, navojnim ili prirubničkim spojevima, obično su ocijenjeni za maksimalni servis vode bez udara od 150 psi na sobnoj temperaturi.

Termoplastični kuglasti nepovratni ventili oslanjaju se na kuglu čija je specifična težina manja od težine vode, tako da ako se izgubi pritisak na uzvodnoj strani, kugla će se vratiti na zaptivnu površinu. Ovi ventili se mogu koristiti u istoj službi kao i slični plastični kuglasti ventili jer ne uvode nove materijale u sistem. Druge vrste nepovratnih ventila mogu uključivati ​​metalne opruge koje možda neće trajati u korozivnim okruženjima.

Slika 5. Leptir ventil s elastomernom oblogom Plastični leptir ventil u veličinama od 2 inča do 24 inča popularan je za cjevovodne sisteme većeg promjera. Proizvođači plastičnih leptir ventila primjenjuju različite pristupe konstrukciji i površinama za brtvljenje. Neki koriste elastomernu oblogu (Slika 5) ili O-prsten, dok drugi koriste disk obložen elastomerom. Neki prave tijelo od jednog materijala, ali unutrašnje, vlažne komponente služe kao materijali sistema, što znači da tijelo leptir ventila od polipropilena može sadržavati EPDM oblogu i PVC disk ili nekoliko drugih konfiguracija s uobičajenim termoplastima i elastomernim brtvama.

Ugradnja plastičnog leptirastog ventila je jednostavna jer su ovi ventili proizvedeni u obliku pločice s elastomernim brtvama ugrađenim u tijelo. Ne zahtijevaju dodavanje brtve. Postavljen između dvije prirubnice, pričvršćivanje plastičnog leptirastog ventila mora se obavljati pažljivo, povećavajući preporučeni moment pritezanja u tri faze. To se radi kako bi se osiguralo ravnomjerno zaptivanje po površini i kako se ne bi primjenjivalo neravnomjerno mehaničko naprezanje na ventil.

Slika 6. Membranski ventilStručnjaci za metalne ventile će smatrati da su vrhunski plastični membranski ventili s kotačićem i indikatorima položaja poznati (Slika 6); međutim, plastični membranski ventil može uključivati ​​neke posebne prednosti, uključujući glatke unutrašnje stijenke termoplastičnog tijela. Slično plastičnom kuglastom ventilu, korisnici ovih ventila imaju mogućnost ugradnje pravog dizajna s uniodom, što može biti posebno korisno za radove na održavanju ventila. Ili korisnik može odabrati prirubničke spojeve. Zbog svih opcija materijala tijela i membrane, ovaj ventil se može koristiti u raznim hemijskim primjenama.

Kao i kod svakog ventila, ključ za aktiviranje plastičnih ventila je određivanje radnih zahtjeva, kao što su pneumatski naspram električnog i istosmjerni naspram izmjeničnog napajanja. Ali kod plastike, dizajner i korisnik također moraju razumjeti kakva će vrsta okruženja okruživati ​​aktuator. Kao što je prethodno spomenuto, plastični ventili su odlična opcija za korozivne situacije, koje uključuju i vanjska korozivna okruženja. Zbog toga je materijal kućišta aktuatora za plastične ventile važan faktor. Proizvođači plastičnih ventila imaju opcije za zadovoljavanje potreba ovih korozivnih okruženja u obliku aktuatora prekrivenih plastikom ili metalnih kućišta obloženih epoksidnim premazom.

Kao što ovaj članak pokazuje, plastični ventili danas nude sve vrste opcija za nove primjene i situacije.