Rağmenplastik vanalarBazen özel bir ürün olarak kabul edilirler - endüstriyel sistemler için plastik boru ürünleri üreten veya tasarlayan ya da ultra temiz ekipmana sahip olması gereken kişiler için ilk tercih - bu vanaların pek çok genel kullanım amacı (vizyon) olmadığı varsayıldığında yetersiz kalır. Aslında, günümüz plastik vanaları geniş bir kullanım yelpazesine sahiptir, çünkü malzeme türleri sürekli olarak genişlemektedir ve bu malzemelere ihtiyaç duyan iyi tasarımcılar, bu çok işlevli araçları kullanmanın giderek daha fazla yolu olduğu anlamına gelir.

PLASTİK'İN ÖZELLİKLERİ

Termoplastik vanaların avantajları oldukça fazladır: korozyona, kimyasal ve aşınmaya dayanıklılık; pürüzsüz iç duvarlar; hafiflik; montaj kolaylığı; uzun ömür beklentisi; ve daha düşük yaşam döngüsü maliyeti. Bu avantajlar, su dağıtımı, atık su arıtımı, metal ve kimyasal işleme, gıda ve ilaç, enerji santralleri, petrol rafinerileri ve moPlastik vanalar gibi ticari ve endüstriyel uygulamalarda plastik vanaların yaygın olarak kabul görmesini sağlamıştır. Plastik vanalar, çeşitli konfigürasyonlarda kullanılan çeşitli malzemelerden üretilebilir. En yaygın termoplastik vanalar polivinil klorür (PVC), klorlu polivinil klorür (CPVC), polipropilen (PP) ve poliviniliden florürden (PVDF) yapılır. PVC ve CPVC vanalar genellikle boru sistemlerine çözücü çimentolu soket uçları veya dişli ve flanşlı uçlar ile birleştirilir; PP ve PVDF ise boru sistemi bileşenlerinin ısı, alından veya elektrofüzyon teknolojileriyle birleştirilmesini gerektirir.

Termoplastik vanalar aşındırıcı ortamlarda mükemmel performans gösterir, ancak kurşunsuz olmaları, çinkosuzlaşmaya dayanıklı olmaları ve paslanmaz olmaları nedeniyle genel su tesisatında da aynı derecede faydalıdırlar. PVC ve CPVC boru sistemleri ve vanaları, Ek G'deki düşük kurşun gereksinimi de dahil olmak üzere sağlık etkileri açısından NSF [Ulusal Sanitasyon Vakfı] standardı 61'e göre test edilmeli ve sertifikalandırılmalıdır. Aşındırıcı sıvılar için uygun malzemeyi seçmek, üreticinin kimyasal direnç kılavuzuna başvurularak ve sıcaklığın plastik malzemelerin dayanıklılığı üzerindeki etkisini anlayarak yapılabilir.

Polipropilen, PVC ve CPVC'nin yarısı kadar dayanıklı olmasına rağmen, bilinen çözücüleri olmadığı için en çok yönlü kimyasal dirence sahiptir. PP, konsantre asetik asit ve hidroksitlerde iyi performans gösterir ve çoğu asit, alkali, tuz ve birçok organik kimyasalın daha hafif çözeltileri için de uygundur.

PP, pigmentli veya pigmentsiz (doğal) malzeme olarak mevcuttur. Doğal PP, ultraviyole (UV) radyasyondan ciddi şekilde etkilenir, ancak %2,5'ten fazla karbon siyahı pigmentasyonu içeren bileşikler yeterli UV stabilizesine sahiptir.

PVDF boru sistemleri, PVDF'nin dayanıklılığı, çalışma sıcaklığı ve tuzlara, güçlü asitlere, seyreltik bazlara ve birçok organik çözücüye karşı kimyasal direnci nedeniyle ilaç sanayinden madenciliğe kadar çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılmaktadır. PP'nin aksine, PVDF güneş ışığından etkilenmez; ancak plastik güneş ışığına karşı şeffaftır ve sıvıyı UV ışınlarına maruz bırakabilir. Doğal, pigmentsiz bir PVDF formülasyonu yüksek saflıktaki iç mekan uygulamaları için mükemmel olsa da, gıda sınıfı kırmızı gibi bir pigment eklemek, sıvı ortam üzerinde olumsuz bir etki yaratmadan güneş ışığına maruz kalmasını sağlar.

Plastik sistemler, sıcaklığa duyarlılık, termal genleşme ve büzülme gibi tasarım zorlukları barındırır, ancak mühendisler genel ve aşındırıcı ortamlar için uzun ömürlü ve uygun maliyetli boru sistemleri tasarlayabilir ve tasarlamışlardır. Tasarımdaki en önemli husus, plastiklerin termal genleşme katsayısının metalden daha yüksek olmasıdır; örneğin, termoplastikler çeliğin beş ila altı katıdır.

Boru sistemleri tasarlanırken ve vana yerleşimi ile vana destekleri üzerindeki etki göz önünde bulundurulurken, termoplastiklerde önemli bir husus termal uzamadır. Termal genleşme ve büzülmeden kaynaklanan gerilim ve kuvvetler, boru sistemlerinde sık sık yön değişiklikleri veya genleşme halkaları kullanılarak esneklik sağlanarak azaltılabilir veya ortadan kaldırılabilir. Boru sistemi boyunca bu esneklik sağlandığında, plastik vananın gerilimin büyük bir kısmını emmesi gerekmez (Şekil 1).

Termoplastikler sıcaklığa duyarlı olduğundan, bir vananın basınç değeri sıcaklık arttıkça azalır. Farklı plastik malzemeler, artan sıcaklıkla birlikte buna karşılık gelen bir değer kaybı yaşar. Sıvı sıcaklığı, plastik vanaların basınç değerini etkileyebilecek tek ısı kaynağı olmayabilir; maksimum dış sıcaklık, tasarımda göz önünde bulundurulması gereken bir faktördür. Bazı durumlarda, boru dış sıcaklığına göre tasarım yapılmaması, boru desteklerinin eksikliği nedeniyle aşırı sarkmaya neden olabilir. PVC'nin maksimum servis sıcaklığı 140°F; CPVC'nin maksimum servis sıcaklığı 220°F; PP'nin maksimum servis sıcaklığı 180°F'dir; PVDF vanalar ise 280°F'ye kadar basınç sağlayabilir (Şekil 2).

Sıcaklık ölçeğinin diğer ucunda, çoğu plastik boru sistemi donma noktasının altındaki sıcaklıklarda oldukça iyi çalışır. Hatta, termoplastik borularda çekme dayanımı sıcaklık düştükçe artar. Ancak, çoğu plastiğin darbe direnci sıcaklık düştükçe azalır ve etkilenen boru malzemelerinde kırılganlık ortaya çıkar. Vanalar ve bitişik boru sistemi bozulmadığı, darbe veya cisim çarpmasından etkilenmediği ve boru taşıma sırasında düşürülmediği sürece, plastik borulara yönelik olumsuz etkiler en aza indirilir.

TERMOPLASTİK VANA TÜRLERİ

Küresel vanalar,kontrol vanaları,kelebek vanalarDiyafram vanaları, çok sayıda trim seçeneği ve aksesuara sahip olan Schedule 80 basınçlı boru sistemleri için farklı termoplastik malzemelerden üretilmiştir. Standart küresel vana, bağlantı borularında herhangi bir aksama olmadan bakım için vana gövdesinin sökülmesini kolaylaştıran gerçek bir birleşim tasarımına sahip olarak sıklıkla bulunur. Termoplastik çek vanalar, küresel çek vanalar, salınımlı çek vanalar, y-çek vanalar ve konik çek vanalar olarak mevcuttur. Kelebek vanalar, ANSI Sınıf 150 cıvata deliklerine, cıvata dairelerine ve genel boyutlarına uydukları için metal flanşlarla kolayca eşleşir. Termoplastik parçaların pürüzsüz iç çapı, diyafram vanalarının hassas kontrolüne katkıda bulunur.

PVC ve CPVC küresel vanalar, soketli, dişli veya flanşlı bağlantılarla 1/2 inç ile 6 inç arası boyutlarda çeşitli ABD ve yabancı şirketler tarafından üretilmektedir. Çağdaş küresel vanaların gerçek birleşim tasarımı, gövdeye vidalanan ve gövde ile uç bağlantı parçaları arasındaki elastomerik contaları sıkıştıran iki somun içerir. Bazı üreticiler, eski vanaların bitişik borularda değişiklik yapmadan kolayca değiştirilebilmesini sağlamak için onlarca yıldır aynı küresel vana döşeme uzunluğunu ve somun dişlerini korumuştur.

Etilen propilen dien monomer (EPDM) elastomer contalı küresel vanalar, içme suyunda kullanım için NSF-61G sertifikasına sahip olmalıdır. Florokarbon (FKM) elastomer contalar, kimyasal uyumluluğun önemli olduğu sistemlerde alternatif olarak kullanılabilir. FKM ayrıca, hidrojen klorür, tuz çözeltileri, klorlu hidrokarbonlar ve petrol yağları hariç olmak üzere, mineral asit içeren çoğu uygulamada da kullanılabilir.

Şekil 3. Bir tanka bağlı flanşlı küresel vana. Şekil 4. Dikey olarak monte edilmiş küresel çek valf. 1/2 inç ile 2 inç arası PVC ve CPVC küresel vanalar, maksimum şoksuz su servisinin 73°F'de 250 psi'ye kadar çıkabildiği sıcak ve soğuk su uygulamaları için uygun bir seçenektir. 2-1/2 inç ile 6 inç arası daha büyük küresel vanalar, 73°F'de 150 psi'lik daha düşük bir basınç değerine sahiptir. Genellikle kimyasal madde taşımacılığında kullanılan, soketli, dişli veya flanşlı uç bağlantılarına sahip 1/2 inç ile 4 inç arası boyutlardaki PP ve PVDF küresel vanalar (Şekil 3 ve 4), genellikle ortam sıcaklığında maksimum şoksuz su servisi 150 psi'ye kadar ayarlanabilir.

Termoplastik küresel çek valfler, suyunkinden daha düşük özgül ağırlığa sahip bir bilyeye dayanır, bu nedenle giriş tarafındaki basınç kaybı durumunda bilye sızdırmazlık yüzeyine geri döner. Bu valfler, sisteme yeni malzemeler eklemedikleri için benzer plastik küresel valflerle aynı hizmette kullanılabilir. Diğer çek valf türleri arasında, aşındırıcı ortamlarda uzun süre dayanmayan metal yaylar bulunabilir.

Şekil 5. Elastomerik astarlı kelebek vana. 2 inç ile 24 inç arasındaki plastik kelebek vanalar, daha büyük çaplı boru sistemleri için popülerdir. Plastik kelebek vana üreticileri, yapı ve sızdırmazlık yüzeylerine farklı yaklaşımlar benimser. Bazıları elastomerik astar (Şekil 5) veya O-ring kullanırken, diğerleri elastomerik kaplamalı disk kullanır. Bazıları gövdeyi tek bir malzemeden üretirken, iç kısımdaki ıslak bileşenler sistem malzemesi olarak işlev görür; bu da polipropilen bir kelebek vana gövdesinin bir EPDM astar ve PVC disk veya yaygın olarak bulunan termoplastikler ve elastomerik contalar içeren çeşitli diğer konfigürasyonlar içerebileceği anlamına gelir.

Plastik kelebek vanaların montajı kolaydır çünkü bu vanalar, gövdeye yerleştirilmiş elastomer contalarla gofret tipi olarak üretilir. Conta eklenmesine gerek yoktur. İki flanş arasına yerleştirilen plastik kelebek vanaların cıvatalanması, üç aşamada önerilen cıvata torkuna ulaşılarak dikkatlice yapılmalıdır. Bu, yüzeyde eşit bir sızdırmazlık sağlamak ve vanaya eşit olmayan mekanik stres uygulanmamasını sağlamak için yapılır.

Şekil 6. Bir diyafram vanası. Metal vana uzmanları, tekerlek ve konum göstergeli plastik diyafram vanalarının üst kısımlarını tanıdık bulacaktır (Şekil 6); ancak plastik diyafram vanası, termoplastik gövdenin pürüzsüz iç duvarları gibi bazı belirgin avantajlara sahip olabilir. Plastik küresel vanaya benzer şekilde, bu vanaların kullanıcıları, özellikle vana üzerindeki bakım çalışmaları için faydalı olabilen gerçek birleştirme tasarımını kullanma seçeneğine sahiptir. Veya kullanıcı flanşlı bağlantıları seçebilir. Gövde ve diyafram malzemesi seçeneklerinin çeşitliliği sayesinde, bu vana çeşitli kimyasal uygulamalarda kullanılabilir.

Diğer vanalarda olduğu gibi, plastik vanaları çalıştırmanın anahtarı, pnömatik mi yoksa elektrikli mi, DC mi yoksa AC mi güç kullanılacağı gibi çalışma gereksinimlerini belirlemektir. Ancak plastikte, tasarımcı ve kullanıcının aktüatörü çevreleyen ortamın ne tür olacağını da anlaması gerekir. Daha önce de belirtildiği gibi, plastik vanalar, harici aşındırıcı ortamlar da dahil olmak üzere aşındırıcı durumlar için harika bir seçenektir. Bu nedenle, plastik vana aktüatörlerinin gövde malzemesi önemli bir husustur. Plastik vana üreticilerinin, bu aşındırıcı ortamların ihtiyaçlarını karşılamak için plastik kaplı aktüatörler veya epoksi kaplı metal kasalar gibi seçenekleri mevcuttur.

Bu makalede görüldüğü gibi, plastik vanalar günümüzde yeni uygulamalar ve durumlar için her türlü seçeneği sunmaktadır.