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

SVOJSTVA PLASTIKE

Prednosti termoplastičnih ventila su brojne - otpornost na koroziju, kemikalije i abraziju; glatke unutarnje stijenke; mala težina; jednostavnost ugradnje; dugi 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, pročišćavanje otpadnih voda, prerada metala i kemikalija, prehrambena i farmaceutska industrija, elektrane, rafinerije nafte i mo. Plastični ventili mogu se proizvesti od niza različitih materijala koji se koriste u nizu konfiguracija. Najčešći termoplastični ventili izrađeni su od polivinil klorida (PVC), kloriranog polivinil klorida (CPVC), polipropilena (PP) i poliviniliden fluorida (PVDF). PVC i CPVC ventili obično se spajaju s cjevovodnim sustavima pomoću spojnica za cementiranje otapalom ili navojnih i prirubničkih krajeva; dok PP i PVDF zahtijevaju spajanje komponenti cjevovodnog sustava, bilo tehnologijom toplinskog, sučeonog ili elektrofuzijskog spajanja.

Termoplastični ventili izvrsni su u korozivnim okruženjima, ali su jednako korisni u općim vodoopskrbnim sustavima jer ne sadrže olovo1, otporni su na decinkaciju i ne hrđaju. PVC i CPVC cjevovodni sustavi i ventili trebaju biti testirani i certificirani prema standardu NSF [Nacionalna zaklada za sanitaciju] 61 za učinke na zdravlje, uključujući zahtjev za niskim udjelom olova prema Prilogu G. Odabir odgovarajućeg materijala za korozivne tekućine može se obaviti konzultiranjem proizvođačevog vodiča za kemijsku 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 kemijsku otpornost jer nema poznatih otapala. PP se dobro ponaša u koncentriranim octenim kiselinama i hidroksidima, a prikladan je i za blaže otopine većine kiselina, lužina, soli i mnogih organskih kemikalija.

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

PVDF cjevovodni sustavi koriste se u raznim industrijskim primjenama, od farmaceutske do rudarstva, zbog čvrstoće PVDF-a, radne temperature i kemijske otpornosti na soli, jake kiseline, razrijeđene baze i mnoga organska otapala. Za razliku od PP-a, PVDF se ne razgrađuje sunčevom svjetlošću; međutim, plastika je prozirna za sunčevu svjetlost i može izložiti tekućinu UV zračenju. Iako je prirodna, nepigmentirana formulacija PVDF-a izvrsna za unutarnju primjenu u visokim čistoćama, dodavanje pigmenta poput crvene boje prehrambene kvalitete omogućilo bi izlaganje sunčevoj svjetlosti bez negativnog utjecaja na fluid.

Plastični sustavi imaju izazove u dizajnu, poput osjetljivosti na temperaturu te toplinskog širenja i skupljanja, ali inženjeri mogu i jesu dizajnirali dugotrajne, isplative cjevovodne sustave za opće i korozivne okoline. Glavno razmatranje dizajna je da je koeficijent toplinskog širenja za plastiku veći od metala - termoplastika je pet do šest puta veća od čelika, na primjer.

Prilikom projektiranja cjevovodnih sustava i razmatranja utjecaja na položaj ventila i nosače ventila, važno razmatranje kod termoplastike je toplinsko istezanje. Naprezanja i sile koje nastaju toplinskim širenjem i skupljanjem mogu se smanjiti ili eliminirati osiguravanjem fleksibilnosti u cjevovodnim sustavima čestim promjenama smjera ili uvođenjem ekspanzijskih petlji. Osiguravanjem ove fleksibilnosti duž cjevovodnog sustava, plastični ventil neće morati apsorbirati toliko naprezanja (Slika 1).

Budući da su termoplasti osjetljivi na temperaturu, nazivni tlak ventila smanjuje se 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 tlak plastičnih ventila - maksimalna vanjska temperatura mora biti dio razmatranja dizajna. U nekim slučajevima, nedizajniranje za vanjsku temperaturu cijevi može uzrokovati pretjerano progibanje zbog nedostatka nosača cijevi. PVC ima maksimalnu radnu temperaturu od 140°F; CPVC ima maksimalno 220°F; PP ima maksimalno 180°F; a PVDF ventili mogu održavati tlak do 280°F (Slika 2).

S druge strane temperaturne ljestvice, većina plastičnih cjevovodnih sustava prilično dobro funkcionira na temperaturama ispod nule. Zapravo, vlačna čvrstoća termoplastičnih cijevi raste s padom temperature. Međutim, otpornost većine plastike na udarce smanjuje se s padom temperature, a u pogođenim materijalima cijevi pojavljuje se krhkost. Sve dok ventili i susjedni cjevovodni sustav nisu oštećeni, nisu ugroženi udarcima ili sudaranjem predmeta, a cijevi ne ispuštaju tijekom rukovanja, štetni učinci na plastične cijevi su minimizirani.

VRSTE TERMOPLASTIČNIH VENTILA

Kuglasti ventili,nepovratni ventili,leptirasti ventiliMembranski ventili dostupni su u svakom od različitih termoplastičnih materijala za tlačne cjevovode razreda 80 koji također imaju mnoštvo opcija obrubljivanja i pribora. Standardni kuglasti ventil najčešće je 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-krožni i konusni ventili. Leptirasti ventili lako se spajaju s metalnim prirubnicama jer se prilagođavaju rupama za vijke, kružnicama vijaka i ukupnim dimenzijama ANSI klase 150. Glatki unutarnji promjer termoplastičnih dijelova samo doprinosi preciznoj kontroli membranskih ventila.

Kuglaste ventile od PVC-a i CPVC-a proizvodi nekoliko američkih i stranih tvrtki u veličinama od 1/2 inča do 6 inča s utičnicom, navojnim ili prirubničkim spojevima. Pravi dizajn spojnice suvremenih kuglastih ventila uključuje dvije matice koje se vijčaju na tijelo, komprimirajući elastomerne brtve između tijela i završnih konektora. Neki proizvođači desetljećima održavaju istu duljinu polaganja kuglastih ventila i navoje matica kako bi omogućili jednostavnu zamjenu starijih ventila bez modifikacije susjednih cijevi.

Kuglasti ventili s elastomernim brtvama od etilen propilen dien monomera (EPDM) trebaju biti certificirani prema NSF-61G za upotrebu u pitkoj vodi. Elastomerne brtve od fluorougljika (FKM) mogu se koristiti kao alternativa za sustave gdje je kemijska kompatibilnost važna. FKM se također može koristiti u većini primjena koje uključuju mineralne kiseline, s izuzetkom klorovodika, otopina soli, kloriranih ugljikovodika i naftnih ulja.

Slika 3. Kuglasti ventil s prirubnicom pričvršćen na spremnikSlika 4. Kuglasti nepovratni ventil postavljen vertikalnoPVC i CPVC kuglasti ventili, od 1/2 inča do 2 inča, održiva su opcija za primjenu s toplom i hladnom vodom gdje maksimalni neudarni vodni tlak može biti i do 250 psi na 73°F. Veći kuglasti ventili, od 2-1/2 inča do 6 inča, imat će niži nazivni tlak od 150 psi na 73°F. 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 neudarni vodni tlak 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 tlak na uzvodnoj strani, kugla će se vratiti na brtvenu površinu. Ovi ventili mogu se koristiti u istoj službi kao i slični plastični kuglasti ventili jer ne uvode nove materijale u sustav. Druge vrste nepovratnih ventila mogu uključivati ​​metalne opruge koje možda neće trajati u korozivnim okruženjima.

Slika 5. Leptirasti ventil s elastomernom oblogomPlastični leptirasti ventil u veličinama od 2 inča do 24 inča popularan je za cjevovodne sustave većeg promjera. Proizvođači plastičnih leptirastih ventila imaju različite pristupe konstrukciji i brtvenim površinama. Neki koriste elastomernu oblogu (slika 5) ili O-prsten, dok drugi koriste disk obložen elastomerom. Neki izrađuju tijelo od jednog materijala, ali unutarnje, mokre komponente služe kao materijali sustava, što znači da tijelo leptirastog 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 vijcima mora se izvoditi pažljivo, povećavajući preporučeni moment pritezanja u tri faze. To se radi kako bi se osiguralo ravnomjerno brtvljenje po površini i kako se na ventil ne bi primjenjivalo neravnomjerno mehaničko naprezanje.

Slika 6. Membranski ventilStručnjaci za metalne ventile smatrat će vrhunske izvedbe plastičnih membranskih ventila s kotačićem i indikatorima položaja poznatim (slika 6); međutim, plastični membranski ventil može uključivati ​​neke izrazite prednosti, uključujući glatke unutarnje stijenke termoplastičnog tijela. Slično plastičnom kuglastom ventilu, korisnici ovih ventila imaju mogućnost ugradnje pravog spojnog dizajna, 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 može se koristiti u raznim kemijskim 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. No, kod plastike, dizajner i korisnik također moraju razumjeti kakva će vrsta okruženja okruživati ​​aktuator. Kao što je prethodno spomenuto, plastični ventili su izvrsna opcija za korozivne situacije, koje uključuju vanjska korozivna okruženja. Zbog toga je materijal kućišta aktuatora za plastične ventile važno razmatranje. Proizvođači plastičnih ventila imaju mogućnosti zadovoljiti potrebe ovih korozivnih okruženja u obliku aktuatora prekrivenih plastikom ili metalnih kućišta presvučenih epoksidnim premazom.

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