Även omplastventilerbetraktas ibland som en speciell produkt - förstahandsvalet för personer som tillverkar eller designar plaströrprodukter för industriella system eller som måste ha ultraren utrustning - det är kort om man antar att dessa ventiler inte har många allmänna användningsområden - vision . Faktum är att dagens plastventiler har ett brett användningsområde, eftersom materialtyperna fortsätter att expandera, och bra designers som behöver dessa material gör att det finns fler och fler sätt att använda dessa multifunktionella verktyg.

PLASTENS EGENSKAPER

Fördelarna med termoplastventiler är breda - korrosions-, kemisk- och nötningsbeständighet; släta inre väggar; lätt vikt; enkel installation; lång förväntad livslängd; och lägre livscykelkostnad. Dessa fördelar har lett till bred acceptans av plastventiler i kommersiella och industriella tillämpningar som vattendistribution, avloppsvattenbehandling, metall- och kemisk bearbetning, livsmedel och läkemedel, kraftverk, oljeraffinaderier och moPlastic-ventiler kan tillverkas av ett antal olika material som används i ett antal konfigurationer. De vanligaste termoplastventilerna är gjorda av polyvinylklorid (PVC), klorerad polyvinylklorid (CPVC), polypropen (PP) och polyvinylidenfluorid (PVDF). PVC- och CPVC-ventiler är vanligen anslutna till rörsystem genom lösningsmedelscementerande hylsor, eller gängade och flänsade ändar; PP och PVDF kräver sammanfogning av komponenter i rörsystemet, antingen genom värme-, stum- eller elektrosmältningsteknik.

Termoplastventiler utmärker sig i korrosiva miljöer, men de är lika användbara vid allmän vattenservice eftersom de är blyfria1, avzinkningsbeständiga och rostar inte. PVC- och CPVC-rörsystem och ventiler bör testas och certifieras enligt NSF [National Sanitation Foundation] standard 61 för hälsoeffekter, inklusive det låga blykravet för bilaga G. Att välja rätt material för korrosiva vätskor kan hanteras genom att konsultera tillverkarens kemikaliebeständighet vägleda och förstå effekten som temperaturen kommer att ha på plastmaterialens styrka.

Även om polypropen har hälften så starkt som PVC och CPVC, har det den mest mångsidiga kemiska resistensen eftersom det inte finns några kända lösningsmedel. PP fungerar bra i koncentrerade ättiksyror och hydroxider, och det är även lämpligt för mildare lösningar av de flesta syror, alkalier, salter och många organiska kemikalier.

PP finns som pigmenterat eller opigmenterat (naturligt) material. Naturligt PP bryts ned allvarligt av ultraviolett (UV) strålning, men föreningar som innehåller mer än 2,5 % kimrökspigmentering är tillräckligt UV-stabiliserade.

PVDF-rörsystem används i en mängd olika industriella tillämpningar från läkemedel till gruvdrift på grund av PVDF:s styrka, arbetstemperatur och kemiska motståndskraft mot salter, starka syror, utspädda baser och många organiska lösningsmedel. Till skillnad från PP bryts PVDF inte ned av solljus; plasten är dock genomskinlig för solljus och kan utsätta vätskan för UV-strålning. Medan en naturlig, opigmenterad formulering av PVDF är utmärkt för applikationer med hög renhet inomhus, skulle tillsats av ett pigment som ett rött av livsmedelskvalitet tillåta exponering för solljus utan negativ effekt på det flytande mediet.

Plastsystem har designutmaningar, såsom känslighet för temperatur och termisk expansion och sammandragning, men ingenjörer kan och har designat långvariga, kostnadseffektiva rörsystem för allmänna och korrosiva miljöer. Det viktigaste konstruktionsövervägandet är att värmeutvidgningskoefficienten för plast är större än metall - termoplast är till exempel fem till sex gånger högre än stål.

När man designar rörsystem och överväger påverkan på ventilplacering och ventilstöd, är en viktig faktor i termoplaster termisk förlängning. Spänningar och krafter som härrör från termisk expansion och sammandragning kan reduceras eller elimineras genom att tillhandahålla flexibilitet i rörsystemen genom frekventa förändringar i riktning eller införande av expansionsslingor. Genom att tillhandahålla denna flexibilitet längs rörsystemet kommer plastventilen inte att behöva absorbera så mycket av spänningen (Figur 1).

Eftersom termoplaster är känsliga för temperatur, sjunker tryckklassificeringen för en ventil när temperaturen stiger. Olika plastmaterial har motsvarande nedsättning med ökad temperatur. Vätsketemperatur är kanske inte den enda värmekällan som kan påverka en plastventils tryckklassificering – maximal yttre temperatur måste vara en del av designövervägande. I vissa fall kan inte konstruktion för rörets yttre temperatur orsaka överdriven hängning på grund av brist på rörstöd. PVC har en maximal servicetemperatur på 140°F; CPVC har ett maximum på 220°F; PP har ett maximum av 180°F; och PVDF-ventiler kan hålla ett tryck upp till 280°F (Figur 2).

I andra änden av temperaturskalan fungerar de flesta plaströrsystem ganska bra i temperaturer under fryspunkten. Faktum är att draghållfastheten ökar i termoplaströr när temperaturen sjunker. Men slaghållfastheten för de flesta plaster minskar när temperaturen sjunker, och sprödhet uppträder i påverkade rörmaterial. Så länge som ventilerna och angränsande rörsystem är ostörda, inte äventyras av slag eller stötar av föremål, och röret inte tappas under hanteringen, minimeras negativa effekter på plaströren.

TYPER AV TERMOPLASTISKA VENTILER

Kulventiler,backventiler,fjärilsventileroch membranventiler finns tillgängliga i vart och ett av de olika termoplastmaterialen för schema 80 tryckrörsystem som också har en mängd trimalternativ och tillbehör. Standardkulventilen anses oftast vara en äkta kopplingsdesign för att underlätta borttagning av ventilkroppen för underhåll utan avbrott i anslutningsrören. Termoplastiska backventiler finns som kulkontroller, svängkontroller, y-kontroller och konkontroller. Vridspjällsventiler passar lätt ihop med metallflänsar eftersom de överensstämmer med bulthålen, bultcirklarna och övergripande dimensioner för ANSI Class 150. Den släta innerdiametern hos termoplastiska delar bidrar bara till den exakta kontrollen av membranventiler.

Kulventiler i PVC och CPVC tillverkas av flera amerikanska och utländska företag i storlekarna 1/2 tum till 6 tum med hylsa, gängade eller flänsade anslutningar. Den äkta unionsdesignen hos moderna kulventiler inkluderar två muttrar som skruvas på kroppen och komprimerar elastomeriska tätningar mellan kroppen och ändanslutningarna. Vissa tillverkare har bibehållit samma kulventils läggningslängd och muttergängor i årtionden för att möjliggöra ett enkelt byte av äldre ventiler utan modifiering av de angränsande rören.

Kulventiler med eten-propylen-dienmonomer (EPDM) elastomera tätningar bör vara certifierade enligt NSF-61G för användning i dricksvatten. Fluorocarbon (FKM) elastomeriska tätningar kan användas som ett alternativ för system där kemisk kompatibilitet är ett problem. FKM kan också användas i de flesta applikationer som involverar mineralsyror, med undantag för väteklorid, saltlösningar, klorerade kolväten och petroleumoljor.

Figur 3. En kulventil med fläns ansluten till en tank Figur 4. En kulbackventil installerad vertikalt PVC- och CPVC-kulventiler, 1/2 tum till 2 tum, är ett genomförbart alternativ för varmt och kallt vattentillämpningar där maximalt stötfritt vatten service kan vara så bra som 250 psi vid 73°F. Större kulventiler, 2-1/2 tum till 6 tum, kommer att ha ett lägre tryck på 150 psi vid 73°F. Vanligtvis används i kemisk transport, PP- och PVDF-kulventiler (figur 3 och 4), tillgängliga i storlekarna 1/2-tum till 4 tum med hylsa, gängade eller flänsade anslutningar är vanligtvis klassade till en maximal icke-chockvattenservice på 150 psi vid omgivningstemperatur.

Termoplastiska kulbackventiler förlitar sig på en kula med en specifik vikt mindre än vatten, så att om trycket tappas på uppströmssidan kommer kulan att sjunka tillbaka mot tätningsytan. Dessa ventiler kan användas i samma tjänst som liknande plastkulventiler eftersom de inte introducerar nya material i systemet. Andra typer av backventiler kan inkludera metallfjädrar som kanske inte håller i korrosiva miljöer.

Figur 5. En fjärilsventil med elastomerfoder. Plastfjärilsventilen i storlekarna 2 tum till 24 tum är populär för rörsystem med större diameter. Tillverkare av plastfjärilsventiler har olika tillvägagångssätt för konstruktion och tätningsytor. Vissa använder ett elastomerfoder (Figur 5) eller O-ring, medan andra använder en elastomerbelagd skiva. Vissa gör kroppen av ett material, men de interna, fuktade komponenterna fungerar som systemmaterial, vilket innebär att en polypropen-fjärilsventilkropp kan innehålla en EPDM-liner och PVC-skiva eller flera andra konfigurationer med vanliga termoplaster och elastomeriska tätningar.

Installation av en plastfjärilsventil är enkel eftersom dessa ventiler är tillverkade för att vara wafer-stil med elastomeriska tätningar utformade i kroppen. De kräver inte tillägg av en packning. Ställd mellan två matchande flänsar, måste nedskruvningen av en plastfjärilsventil hanteras med försiktighet genom att stega upp till det rekommenderade skruvmomentet i tre steg. Detta görs för att säkerställa en jämn tätning över ytan och att ingen ojämn mekanisk påfrestning utsätts för ventilen.

Figur 6. En membranventil Proffs av metallventiler kommer att upptäcka de bästa funktionerna hos plastmembranventiler med hjulet och positionsindikatorerna bekanta (Figur 6); Emellertid kan plastmembranventilen inkludera några distinkta fördelar inklusive de släta innerväggarna hos den termoplastiska kroppen. I likhet med kulventilen i plast har användare av dessa ventiler möjlighet att installera den verkliga unionsdesignen, vilket kan vara särskilt användbart för underhållsarbete på ventilen. Eller så kan en användare välja flänsanslutningar. På grund av alla alternativ för kropps- och membranmaterial kan denna ventil användas i många olika kemiska tillämpningar.

Som med alla ventiler är nyckeln till att aktivera plastventiler att bestämma driftskraven såsom pneumatisk kontra elektrisk och DC kontra växelström. Men med plast måste designern och användaren också förstå vilken typ av miljö som kommer att omge ställdonet. Som tidigare nämnts är plastventiler ett utmärkt alternativ för korrosiva situationer, som inkluderar externt korrosiva miljöer. På grund av detta är höljesmaterialet för ställdon för plastventiler en viktig faktor. Tillverkare av plastventiler har alternativ för att möta behoven i dessa korrosiva miljöer i form av plastklädda ställdon eller epoxibelagda metallhöljen.

Som den här artikeln visar erbjuder plastventiler idag alla möjliga alternativ för nya applikationer och situationer.