Rağmenplastik vanalarBazen özel bir ürün olarak görülen bu vanalar, endüstriyel sistemler için plastik boru ürünleri üreten veya tasarlayan ya da ultra temiz ekipmana ihtiyaç duyan kişiler için ilk tercih olsa da, bu vanaların genel kullanım alanlarının sınırlı olduğu varsayımı yanlıştır. Aslında, günümüz plastik vanalarının geniş bir kullanım yelpazesi vardır, çünkü malzeme türleri sürekli olarak genişlemekte ve bu malzemelere ihtiyaç duyan iyi tasarımcılar, bu çok fonksiyonlu araçların kullanım alanlarının giderek artmasını sağlamaktadır.

PLASTİĞİN ÖZELLİKLERİ

Termoplastik vanaların avantajları çok geniştir: korozyon, kimyasal ve aşınma direnci; pürüzsüz iç duvarlar; hafiflik; kolay montaj; 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 ve benzeri ticari ve endüstriyel uygulamalarda plastik vanaların yaygın olarak kabul görmesine yol açmıştır. Plastik vanalar, çeşitli konfigürasyonlarda kullanılan birçok farklı malzemeden üretilebilir. En yaygın termoplastik vanalar polivinil klorür (PVC), klorlu polivinil klorür (CPVC), polipropilen (PP) ve poliviniliden florürden (PVDF) yapılır. PVC ve CPVC vanalar genellikle soket uçlarının solventle yapıştırılması veya dişli ve flanşlı uçlarla boru sistemlerine bağlanırken, PP ve PVDF, ısı, alın veya elektrofüzyon teknolojileriyle boru sistemi bileşenlerinin birleştirilmesini gerektirir.

Termoplastik vanalar aşındırıcı ortamlarda mükemmel performans gösterir, ancak kurşunsuz olmaları, çinko kaybına dayanıklı olmaları ve paslanmamaları nedeniyle genel su hizmetlerinde de aynı derecede kullanışlıdırlar. PVC ve CPVC boru sistemleri ve vanaları, sağlık etkileri açısından NSF [Ulusal Sağlık Vakfı] standardı 61'e göre test edilmeli ve sertifikalandırılmalıdır; bu, Ek G'deki düşük kurşun gereksinimini de içerir. Aşındırıcı sıvılar için uygun malzemenin seçimi, üreticinin kimyasal direnç kılavuzuna başvurularak ve sıcaklığın plastik malzemelerin mukavemeti üzerindeki etkisini anlayarak yapılabilir.

Polipropilen, PVC ve CPVC'nin mukavemetinin yarısına sahip olmasına rağmen, bilinen hiçbir çözücüsü olmadığı için en çok yönlü kimyasal dirence sahiptir. PP, konsantre asetik asitlerde ve hidroksitlerde iyi performans gösterir ve ayrıca 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) radyasyonundan ciddi şekilde etkilenir, ancak %2,5'ten fazla karbon siyahı pigmentasyonu içeren bileşikler yeterince UV'ye dayanıklıdır.

PVDF boru sistemleri, PVDF'nin mukavemeti, çalışma sıcaklığı ve tuzlara, güçlü asitlere, seyreltik bazlara ve birçok organik çözücüye karşı kimyasal direnci nedeniyle ilaçtan madenciliğe kadar çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılmaktadır. PP'nin aksine, PVDF güneş ışığıyla bozulmaz; ancak plastik güneş ışığına karşı şeffaftır ve sıvıyı UV radyasyonuna maruz bırakabilir. Doğal, pigmentsiz bir PVDF formülasyonu yüksek saflıkta, iç mekan uygulamaları için mükemmel olsa da, gıda sınıfı kırmızı gibi bir pigment eklenmesi, sıvı ortam üzerinde olumsuz bir 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 tasarlamışlardır. En önemli tasarım hususu, plastiklerin termal genleşme katsayısının metalden daha yüksek olmasıdır; örneğin, termoplastiklerin genleşme katsayısı çeliğin beş ila altı katıdır.

Boru sistemleri tasarlanırken ve vana yerleşimi ile vana destekleri üzerindeki etki dikkate alınırken, termoplastiklerde önemli bir husus termal uzamadır. Termal genleşme ve büzülmeden kaynaklanan gerilimler ve kuvvetler, boru sistemlerinde sık yön değişiklikleri veya genleşme halkaları oluşturulması yoluyla esneklik sağlanarak azaltılabilir veya ortadan kaldırılabilir. Boru sistemi boyunca bu esnekliğin sağlanmasıyla, plastik vananın gerilimin daha azını absorbe etmesi gerekecektir (Şekil 1).

Termoplastikler sıcaklığa duyarlı olduklarından, bir vananın basınç değeri sıcaklık arttıkça azalır. Farklı plastik malzemelerin sıcaklık artışıyla birlikte basınç değerlerinde de benzer bir azalma görülür. Sıvı sıcaklığı, plastik vanaların basınç değerini etkileyebilecek tek ısı kaynağı olmayabilir; maksimum dış sıcaklık da tasarımda dikkate alınmalıdır. Bazı durumlarda, boru dış sıcaklığına göre tasarım yapılmaması, boru desteklerinin olmaması nedeniyle aşırı sarkmaya neden olabilir. PVC'nin maksimum çalışma sıcaklığı 140°F; CPVC'nin maksimumu 220°F; PP'nin maksimumu 180°F; ve PVDF vanaları 280°F'ye kadar basıncı koruyabilir (Şekil 2).

Sıcaklık ölçeğinin diğer ucunda ise, çoğu plastik boru sistemi donma noktasının altındaki sıcaklıklarda oldukça iyi çalışır. Aslında, termoplastik borularda çekme dayanımı sıcaklık düştükçe artar. Bununla birlikte, çoğu plastiğin darbe direnci sıcaklık düştükçe azalır ve etkilenen boru malzemelerinde kırılganlık ortaya çıkar. Vanalar ve bitişik boru sistemi bozulmadığı, nesnelerin darbelerine veya çarpmalarına maruz kalmadığı ve boru taşıma sırasında düşürülmediği sürece, plastik borular üzerindeki olumsuz etkiler en aza indirilir.

TERMO PLASTİK VALF ÇEŞİTLERİ

Küresel vanalar,çek valfler,kelebek vanalarTermoplastik malzemelerden üretilen diyafram vanalar, çok çeşitli trim seçenekleri ve aksesuarlarıyla birlikte, Schedule 80 basınçlı boru sistemleri için mevcuttur. Standart küresel vana, bağlantı borularında herhangi bir aksama olmadan bakım için vana gövdesinin çıkarılmasını kolaylaştırmak amacıyla genellikle gerçek bir rakor tasarımına sahiptir. Termoplastik çek valfler, küresel çek valf, salıncaklı çek valf, Y tipi çek valf ve konik çek valf olarak mevcuttur. Kelebek vanalar, ANSI Sınıf 150'nin cıvata deliklerine, cıvata dairelerine ve genel boyutlarına uydukları için metal flanşlarla kolayca birleşirler. Termoplastik parçaların pürüzsüz iç çapı, diyafram vanalarının hassas kontrolüne katkıda bulunur.

PVC ve CPVC malzemeden üretilen küresel vanalar, 1/2 inç ile 6 inç arasında değişen çaplarda, soketli, dişli veya flanşlı bağlantı seçenekleriyle birçok ABD ve yabancı şirket tarafından üretilmektedir. Günümüz küresel vanalarının gerçek birleştirme tasarımı, gövdeye vidalanan ve gövde ile uç bağlantı elemanları arasında elastomerik contaları sıkıştıran iki somun içerir. Bazı üreticiler, bitişik boru hattında değişiklik yapmadan eski vanaların kolayca değiştirilmesine olanak sağlamak için aynı küresel vana döşeme uzunluğunu ve somun dişlerini on yıllardır korumaktadır.

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

Şekil 3. Bir tanka bağlı flanşlı küresel vana. Şekil 4. Dikey olarak monte edilmiş küresel çek valf. 1/2 inç ila 2 inç arasındaki PVC ve CPVC küresel vanalar, maksimum şoksuz su hizmetinin 73°F'de 250 psi'ye kadar çıkabildiği sıcak ve soğuk su uygulamaları için uygun bir seçenektir. Daha büyük küresel vanalar (2-1/2 inç ila 6 inç), 73°F'de 150 psi'lik daha düşük bir basınç değerine sahip olacaktır. Genellikle kimyasal taşımada kullanılan PP ve PVDF küresel vanalar (Şekil 3 ve 4), soketli, dişli veya flanşlı uç bağlantılarıyla 1/2 inç ila 4 inç boyutlarında mevcuttur ve genellikle ortam sıcaklığında maksimum 150 psi şoksuz su hizmeti için derecelendirilmiştir.

Termoplastik bilyalı çek valfler, özgül ağırlığı sudan daha düşük olan bir bilyeye dayanır; böylece yukarı akış tarafında basınç kaybı olursa, bilye sızdırmazlık yüzeyine doğru geri batar. Bu valfler, sisteme yeni malzeme eklemedikleri için benzer plastik bilyalı valflerle aynı hizmette kullanılabilir. Diğer çek valf türleri, aşındırıcı ortamlarda uzun ömürlü olmayabilecek metal yaylar içerebilir.

Şekil 5. Elastomerik astarlı kelebek vana. 2 inç ile 24 inç arasındaki boyutlardaki plastik kelebek vanalar, daha büyük çaplı boru sistemleri için popülerdir. Plastik kelebek vana üreticileri, yapım ve sızdırmazlık yüzeylerine farklı yaklaşımlar sergiler. Bazıları elastomerik astar (Şekil 5) veya O-ring kullanırken, diğerleri elastomerik kaplı disk kullanır. Bazıları gövdeyi tek bir malzemeden yaparken, iç kısımdaki ıslak bileşenler sistem malzemeleri olarak görev yapar; yani bir polipropilen kelebek vana gövdesi, EPDM astar ve PVC disk veya yaygın olarak bulunan termoplastikler ve elastomerik contalarla çeşitli diğer konfigürasyonlar içerebilir.

Plastik kelebek vanaların montajı basittir çünkü bu vanalar, gövdelerine entegre edilmiş elastomerik contalara sahip ince levha şeklinde üretilmiştir. Ek bir conta gerektirmezler. İki eşleşen flanş arasına yerleştirilen plastik kelebek vananın cıvatalanması, önerilen cıvata torkuna üç aşamada kademeli olarak ulaşarak dikkatlice yapılmalıdır. Bu, yüzey boyunca eşit bir sızdırmazlık sağlamak ve vanaya düzensiz mekanik gerilim uygulanmamasını sağlamak için yapılır.

Şekil 6. Bir diyafram vanası. Metal vana uzmanları, tekerlek ve konum göstergelerine sahip plastik diyafram vanalarının üst kısımlarını tanıdık bulacaktır (Şekil 6); ancak, plastik diyafram vanası, termoplastik gövdenin pürüzsüz iç duvarları da dahil olmak üzere bazı belirgin avantajlar içerebilir. Plastik küresel vanaya benzer şekilde, bu vanaların kullanıcıları, özellikle vananın bakım çalışmaları için faydalı olabilecek gerçek birleştirme tasarımını takma seçeneğine sahiptir. Veya kullanıcı flanşlı bağlantıları seçebilir. Gövde ve diyafram malzemelerinin tüm seçenekleri nedeniyle, bu vana çeşitli kimyasal uygulamalarda kullanılabilir.

Herhangi bir vanada olduğu gibi, plastik vanaların çalıştırılmasında da pnömatik mi yoksa elektrikli mi, doğru akım mı yoksa alternatif akım mı kullanılacağı gibi çalışma gereksinimlerinin belirlenmesi önemlidir. Ancak plastik vanalarda, tasarımcı ve kullanıcı ayrıca aktüatörün çevreleyeceği ortamın türünü de anlamalıdır. Daha önce de belirtildiği gibi, plastik vanalar, dıştan aşındırıcı ortamlar da dahil olmak üzere, aşındırıcı durumlar için mükemmel bir seçenektir. Bu nedenle, plastik vanalar için aktüatörlerin gövde malzemesi önemli bir husustur. Plastik vana üreticileri, bu aşındırıcı ortamların ihtiyaçlarını karşılamak için plastik kaplı aktüatörler veya epoksi kaplı metal gövdeler gibi seçeneklere sahiptir.

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