Rağmenplastik vanalarBazen özel bir ürün olarak kabul edilen (endüstriyel sistemler için plastik boru ürünleri üreten veya tasarlayan veya ultra temiz ekipmanlara sahip olması gereken kişilerin ilk tercihi) bu vanaların çok fazla genel kullanıma sahip olmadığını varsayarsak kısadır. Aslında günümüzün plastik valfleri geniş bir kullanım alanına sahiptir, çünkü malzeme türleri genişlemeye devam etmektedir ve bu malzemelere ihtiyaç duyan iyi tasarımcılar, bu çok işlevli araçları kullanmanın giderek daha fazla yolu olduğu anlamına gelmektedir.

PLASTİĞİN ÖZELLİKLERİ

Termoplastik valflerin avantajları geniştir: korozyona, kimyasallara ve aşınmaya karşı dayanıklılık; iç duvarların pürüzsüz olması; hafif; kurulum kolaylığı; uzun ömür beklentisi; ve daha düşük yaşam döngüsü maliyeti. Bu avantajlar, su dağıtımı, atık su arıtma, metal ve kimyasal işleme, gıda ve ilaç, enerji santralleri, petrol rafinerileri gibi ticari ve endüstriyel uygulamalarda plastik vanaların geniş çapta kabul görmesine yol açmıştır ve moPlastik vanalar, kullanılan birçok farklı malzemeden üretilebilir. bir dizi konfigürasyonda. En yaygın termoplastik valfler polivinil klorür (PVC), klorlu polivinil klorür (CPVC), polipropilen (PP) ve poliviniliden florürden (PVDF) yapılır. PVC ve CPVC vanalar genellikle boru sistemlerine soket uçlarının veya dişli ve flanşlı uçların solventle yapıştırılmasıyla birleştirilir; PP ve PVDF ise boru sistemi bileşenlerinin ısı, alın veya elektro-füzyon teknolojileriyle birleştirilmesini gerektirir.

Termoplastik vanalar korozif ortamlarda üstün performans sergiler ancak kurşun içermedikleri1, çinkosuzlaşmaya karşı dayanıklı oldukları ve paslanmayacakları için genel su hizmetlerinde de aynı derecede kullanışlıdırlar. PVC ve CPVC boru sistemleri ve vanalar, Ek G'deki düşük kurşun gerekliliği de dahil olmak üzere sağlık etkileri açısından NSF [Ulusal Sağlık Vakfı] standardı 61'e göre test edilmeli ve sertifikalandırılmalıdır. Aşındırıcı sıvılar için uygun malzemenin seçilmesi, üreticinin kimyasal direncine danışılarak yapılabilir. Sıcaklığın plastik malzemelerin mukavemeti üzerindeki etkisini yönlendirmek ve anlamak.

Polipropilen, PVC ve CPVC'nin yarısı kadar mukavemete sahip olmasına rağmen, bilinen solventler olmadığından çok yönlü kimyasal dirence sahiptir. PP, konsantre asetik asitler ve hidroksitlerde iyi performans gösterir ve aynı zamanda çoğu asit, alkali, tuz ve birçok organik kimyasalın daha yumuşak çözeltileri için de uygundur.

PP, pigmentli veya pigmentsiz (doğal) bir malzeme olarak mevcuttur. Doğal PP, ultraviyole (UV) radyasyon tarafından ciddi şekilde bozunur, ancak %2,5'ten fazla karbon siyahı pigmentasyonu içeren bileşikler, yeterince UV ile stabilize edilir.

PVDF boru sistemleri, PVDF'nin gücü, çalışma sıcaklığı ve tuzlara, güçlü asitlere, seyreltik bazlara ve birçok organik çözücüye karşı kimyasal direnci nedeniyle farmasötikten madenciliğe kadar çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılmaktadır. PP'den farklı olarak PVDF güneş ışığı tarafından bozulmaz; ancak plastik güneş ışığına karşı şeffaftır ve sıvıyı UV radyasyonuna maruz bırakabilir. PVDF'nin doğal, pigmentsiz bir formülasyonu yüksek saflıkta, iç mekan uygulamaları için mükemmel olsa da, gıdada kullanılabilir kırmızı gibi bir pigmentin eklenmesi, sıvı ortam üzerinde herhangi bir olumsuz etki olmaksızın güneş ışığına maruz kalmaya izin verecektir.

Plastik sistemlerin sıcaklığa duyarlılık, termal genleşme ve büzülme gibi tasarım zorlukları vardır, ancak mühendisler genel ve aşındırıcı ortamlar için uzun ömürlü, uygun maliyetli boru sistemleri tasarlayabilir ve tasarlamıştır. Tasarımda en önemli husus, plastiklerin termal genleşme katsayısının metalden daha büyük olmasıdır; örneğin termoplastik, çeliğin beş ila altı katıdır.

Boru sistemlerini tasarlarken ve vana yerleşimi ile vana destekleri üzerindeki etkiyi göz önünde bulundururken termoplastiklerde dikkate alınan önemli bir husus termal uzamadır. Isıl genleşme ve büzülmeden kaynaklanan gerilimler ve kuvvetler, sık sık yön değiştirme veya genleşme halkalarının eklenmesi yoluyla boru sistemlerinde esneklik sağlanarak azaltılabilir veya ortadan kaldırılabilir. Boru sistemi boyunca bu esnekliğin sağlanmasıyla, plastik vananın o kadar fazla gerilimi absorbe etmesi gerekmeyecektir (Şekil 1).

Termoplastikler sıcaklığa duyarlı olduğundan sıcaklık arttıkça vananın basınç değeri düşer. Farklı plastik malzemeler artan sıcaklıkla karşılık gelen azalmaya sahiptir. Akışkan sıcaklığı, plastik vanaların basınç derecesini etkileyebilecek tek ısı kaynağı olmayabilir; maksimum dış sıcaklığın tasarımın bir parçası olması gerekir. Bazı durumlarda borunun dış sıcaklığına göre tasarım yapılmaması, boru desteklerinin bulunmamasından dolayı aşırı sarkmaya neden olabilir. PVC'nin maksimum servis sıcaklığı 140°F'tır; CPVC'nin maksimum sıcaklığı 220°F'dir; PP'nin maksimum sıcaklığı 180°F'dir; ve PVDF valfleri 280°F'ye kadar basıncı koruyabilir (Şekil 2).

Sıcaklık ölçeğinin diğer ucunda, çoğu plastik boru sistemi donma noktasının altındaki sıcaklıklarda oldukça iyi çalışır. Aslında termoplastik borularda sıcaklık düştükçe çekme mukavemeti artar. Ancak çoğu plastiğin darbe direnci sıcaklık düştükçe azalır ve etkilenen boru malzemelerinde kırılganlık ortaya çıkar. Vanalar ve bitişik boru sistemi bozulmadığı, darbe veya nesne çarpması nedeniyle tehlikeye girmediği ve taşıma sırasında borular düşürülmediği sürece plastik borulara olumsuz etkiler en aza indirilir.

TERMOPLASTİK VANA ÇEŞİTLERİ

Küresel vanalar,çek valfler,kelebek vanalarve diyafram valfleri, çok sayıda trim seçeneği ve aksesuara sahip olan program 80 basınçlı boru sistemleri için farklı termoplastik malzemelerin her birinde mevcuttur. Standart küresel vananın en yaygın olarak, bağlantı borularında herhangi bir kesinti olmaksızın bakım için vana gövdesinin çıkarılmasını kolaylaştıran gerçek bir rakor tasarımı olduğu bulunmuştur. Termoplastik çek valfler bilyeli çek valfler, salınımlı çek valfler, y çek valfler ve konik çek valfler olarak mevcuttur. Kelebek vanalar, cıvata deliklerine, cıvata dairelerine ve ANSI Sınıf 150'nin genel boyutlarına uydukları için metal flanşlarla kolayca birleşirler. Termoplastik parçaların pürüzsüz iç çapı, diyafram vanalarının hassas kontrolüne yalnızca katkıda bulunur.

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

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

Şekil 3. Bir tanka bağlı flanşlı bir küresel vana Şekil 4. Dikey olarak monte edilmiş bir küresel çek valf PVC ve CPVC küresel vanalar, 1/2 inç ila 2 inç arası, şoksuz suyun maksimum olduğu sıcak ve soğuk su uygulamaları için uygun bir seçenektir. servis 73°F'ta 250 psi'ye kadar çıkabilir. 2-1/2 inç ila 6 inç arasındaki daha büyük küresel vanalar, 73°F'ta 150 psi'lik daha düşük bir basınç derecesine sahip olacaktır. Kimyasal nakilde yaygın olarak kullanılan, soketli, dişli veya flanşlı uçlu bağlantıları olan 1/2 inç ila 4 inç arası boyutlarda mevcut olan PP ve PVDF küresel vanalar (Şekil 3 ve 4), genellikle maksimum şoksuz su hizmetine göre derecelendirilir. Ortam sıcaklığında 150 psi.

Termoplastik bilyalı çek valfler, özgül ağırlığı suyunkinden daha az olan bir bilyaya dayanır, böylece yukarı akış tarafında basınç kaybolursa, bilye sızdırmazlık yüzeyine doğru geri batar. Bu vanalar sisteme yeni malzeme sokmadığından benzer plastik küresel vanalarla aynı serviste kullanılabilir. Diğer çek valf türleri, aşındırıcı ortamlarda dayanmayabilecek metal yaylar içerebilir.

Şekil 5. Elastomerik astarlı bir kelebek vana 2 inç ila 24 inç arası boyutlardaki plastik kelebek vana, daha büyük çaplı boru sistemleri için popülerdir. Plastik kelebek vana üreticileri, yapı ve sızdırmazlık yüzeyleri konusunda farklı yaklaşımlar benimsiyor. Bazıları elastomerik astar (Şekil 5) veya O-halka kullanırken diğerleri elastomerik kaplamalı disk kullanır. Bazıları gövdeyi tek bir malzemeden yapar, ancak dahili, ıslak bileşenler sistem malzemeleri olarak görev yapar; bu, bir polipropilen kelebek vana gövdesinin bir EPDM astar ve PVC disk veya yaygın olarak bulunan termoplastik ve elastomerik contalara sahip birkaç başka konfigürasyon içerebileceği anlamına gelir.

Plastik kelebek vananın montajı basittir çünkü bu vanalar gövde içine tasarlanmış elastomerik contalarla gofret tarzında üretilmiştir. Conta eklenmesine gerek yoktur. İki eşleşen flanş arasına yerleştirilen plastik kelebek vananın cıvatalanması, önerilen cıvata torkuna üç aşamada çıkılarak dikkatli bir şekilde gerçekleştirilmelidir. Bu, yüzey boyunca eşit bir sızdırmazlık sağlamak ve valfe eşit olmayan mekanik gerilim uygulanmamasını sağlamak için yapılır.

Şekil 6. Bir diyafram valfi Metal valf profesyonelleri, tekerlek ve konum göstergelerine sahip plastik diyafram valflerinin üst yapılarını tanıdık bulacaklardır (Şekil 6); ancak plastik diyaframlı valf, termoplastik gövdenin pürüzsüz iç duvarları dahil olmak üzere bazı belirgin avantajlara sahip olabilir. Plastik küresel vanaya benzer şekilde, bu vanaların kullanıcıları, özellikle vana üzerinde bakım çalışmaları için yararlı olabilecek gerçek rakor tasarımını kurma seçeneğine sahiptir. Veya kullanıcı flanşlı bağlantıları seçebilir. Tüm gövde ve diyafram malzemesi seçenekleri sayesinde bu vana çeşitli kimyasal uygulamalarda kullanılabilir.

Tüm vanalarda olduğu gibi, plastik vanaları çalıştırmanın anahtarı, pnömatik ile elektrik ve DC ile AC gücü gibi çalışma gereksinimlerini belirlemektir. Ancak plastik söz konusu olduğunda tasarımcı ve kullanıcının aynı zamanda aktüatörü ne tür bir ortamın çevreleyeceğini de anlaması gerekir. Daha önce de belirtildiği gibi plastik vanalar, harici korozif ortamlar da dahil olmak üzere korozif durumlar için mükemmel bir seçenektir. Bu nedenle, plastik vanalara yönelik aktüatörlerin mahfaza malzemesi önemli bir husustur. Plastik vana üreticileri bu korozif ortamların ihtiyaçlarını karşılamak için plastik kaplı aktüatörler veya epoksi kaplı metal kasalar şeklinde seçeneklere sahiptir.

Bu makalenin de gösterdiği gibi, günümüzde plastik vanalar yeni uygulamalar ve durumlar için her türlü seçeneği sunmaktadır.