Hociplastové ventilyniekedy sa považujú za špeciálny produkt – prvú voľbu pre ľudí, ktorí vyrábajú alebo navrhujú plastové potrubné produkty pre priemyselné systémy alebo ktorí musia mať ultra čisté zariadenia – je stručné predpokladať, že tieto ventily nemajú veľa všeobecných použití – videnie. V skutočnosti majú dnešné plastové ventily širokú škálu použitia, pretože typy materiálov sa neustále rozširujú a dobrí dizajnéri, ktorí tieto materiály potrebujú, znamenajú, že existuje stále viac a viac spôsobov, ako tieto multifunkčné nástroje využiť.

VLASTNOSTI PLASTOV

Výhody termoplastických ventilov sú široké – odolnosť voči korózii, chemikáliám a oderu; hladké vnútorné steny; nízka hmotnosť; jednoduchá inštalácia; dlhá životnosť; a nižšie náklady na životný cyklus. Tieto výhody viedli k širokému prijatiu plastových ventilov v komerčných a priemyselných aplikáciách, ako je distribúcia vody, čistenie odpadových vôd, spracovanie kovov a chemikálií, potravinársky a farmaceutický priemysel, elektrárne, ropné rafinérie a mo. Plastové ventily sa dajú vyrobiť z rôznych materiálov používaných v rôznych konfiguráciách. Najbežnejšie termoplastické ventily sú vyrobené z polyvinylchloridu (PVC), chlórovaného polyvinylchloridu (CPVC), polypropylénu (PP) a polyvinylidénfluoridu (PVDF). Ventily z PVC a CPVC sa bežne spájajú s potrubnými systémami pomocou objímkových koncov tmelených rozpúšťadlom alebo závitových a prírubových koncov; zatiaľ čo PP a PVDF vyžadujú spájanie komponentov potrubného systému, buď tepelnou, tupou alebo elektrofúznou technológiou.

Termoplastické ventily vynikajú v korozívnom prostredí, ale sú rovnako užitočné aj vo všeobecných vodovodných službách, pretože neobsahujú olovo1, sú odolné voči odzinkovaniu a nehrdzavejú. Potrubné systémy a ventily z PVC a CPVC by mali byť testované a certifikované podľa normy NSF [Národná sanitárna nadácia] 61 z hľadiska vplyvu na zdravie vrátane požiadavky na nízky obsah olova podľa prílohy G. Výber správneho materiálu pre korozívne kvapaliny je možné vykonať na základe konzultácie s návodom výrobcu na chemickú odolnosť a pochopením vplyvu teploty na pevnosť plastových materiálov.

Hoci má polypropylén polovičnú pevnosť v porovnaní s PVC a CPVC, má najuniverzálnejšiu chemickú odolnosť, pretože neexistujú žiadne známe rozpúšťadlá. PP dobre funguje v koncentrovaných kyselinách octových a hydroxidoch a je vhodný aj pre miernejšie roztoky väčšiny kyselín, zásad, solí a mnohých organických chemikálií.

PP je dostupný ako pigmentovaný alebo nepigmentovaný (prírodný) materiál. Prírodný PP je silne degradovaný ultrafialovým (UV) žiarením, ale zlúčeniny, ktoré obsahujú viac ako 2,5 % pigmentácie zo sadzí, sú dostatočne UV stabilizované.

Potrubné systémy z PVDF sa používajú v rôznych priemyselných aplikáciách od farmaceutického priemyslu až po baníctvo vďaka pevnosti PVDF, pracovnej teplote a chemickej odolnosti voči soliam, silným kyselinám, zriedeným zásadám a mnohým organickým rozpúšťadlám. Na rozdiel od PP sa PVDF nedegraduje slnečným žiarením; plast je však priehľadný pre slnečné svetlo a môže vystaviť kvapalinu UV žiareniu. Zatiaľ čo prírodné, nepigmentované zloženie PVDF je vynikajúce pre vysoko čisté vnútorné použitie, pridanie pigmentu, ako je napríklad potravinárska červená, by umožnilo vystavenie slnečnému žiareniu bez nepriaznivého vplyvu na kvapalné médium.

Plastové systémy majú pri návrhu výzvy, ako je citlivosť na teplotu a tepelná rozťažnosť a sťahovanie, ale inžinieri dokážu a už navrhli dlhotrvajúce a nákladovo efektívne potrubné systémy pre všeobecné a korozívne prostredie. Hlavným konštrukčným kritériom je, že koeficient tepelnej rozťažnosti plastov je vyšší ako kovov – termoplast je napríklad päť až šesťkrát vyšší ako oceľ.

Pri navrhovaní potrubných systémov a zvažovaní vplyvu na umiestnenie ventilov a ich podpery je dôležitým faktorom pri termoplastoch tepelné predĺženie. Napätia a sily, ktoré vznikajú v dôsledku tepelnej rozťažnosti a sťahovania, možno znížiť alebo eliminovať zabezpečením flexibility potrubných systémov prostredníctvom častých zmien smeru alebo zavedením dilatačných slučiek. Zabezpečením tejto flexibility pozdĺž potrubného systému nebude musieť plastový ventil absorbovať toľko napätia (obrázok 1).

Keďže termoplasty sú citlivé na teplotu, menovitý tlak ventilu sa so zvyšujúcou sa teplotou znižuje. Rôzne plastové materiály majú so zvyšujúcou sa teplotou zodpovedajúce zníženie tlaku. Teplota kvapaliny nemusí byť jediným zdrojom tepla, ktorý môže ovplyvniť menovitý tlak plastových ventilov – maximálna vonkajšia teplota musí byť súčasťou konštrukčného zváženia. V niektorých prípadoch môže nenavrhovanie s ohľadom na vonkajšiu teplotu potrubia spôsobiť nadmerné prehýbanie v dôsledku nedostatku podpier potrubia. PVC má maximálnu prevádzkovú teplotu 140 °F; CPVC má maximálne 220 °F; PP má maximálne 180 °F; a PVDF ventily dokážu udržať tlak až 280 °F (obrázok 2).

Na druhej strane teplotnej stupnice väčšina plastových potrubných systémov funguje celkom dobre pri teplotách pod bodom mrazu. V skutočnosti sa pevnosť v ťahu termoplastických potrubí s klesajúcou teplotou zvyšuje. Odolnosť väčšiny plastov voči nárazu však s klesajúcou teplotou klesá a v postihnutých potrubných materiáloch sa objavuje krehkosť. Pokiaľ sú ventily a priľahlý potrubný systém nerušené, nie sú ohrozené údermi alebo nárazmi predmetov a potrubie počas manipulácie nepadá, nepriaznivé účinky na plastové potrubie sú minimalizované.

TYPY TERMOPLASTOVÝCH VENTILOV

Guľové ventily,spätné ventily,motýľové ventilyMembránové ventily sú dostupné v každom z rôznych termoplastických materiálov pre tlakové potrubné systémy triedy 80, ktoré majú tiež množstvo možností výbavy a príslušenstva. Štandardný guľový ventil má najčastejšie skutočnú konštrukciu s pripojovacím spojom, ktorá uľahčuje demontáž telesa ventilu pri údržbe bez narušenia spojovacieho potrubia. Termoplastické spätné ventily sú k dispozícii ako guľové spätné ventily, kyvné spätné ventily, spätné ventily v tvare Y a kužeľové spätné ventily. Motýlikové ventily sa ľahko kombinujú s kovovými prírubami, pretože zodpovedajú otvorom pre skrutky, roztečným kružniciam skrutiek a celkovým rozmerom normy ANSI Class 150. Hladký vnútorný priemer termoplastických častí len prispieva k presnému ovládaniu membránových ventilov.

Guľové ventily z PVC a CPVC vyrába niekoľko amerických a zahraničných spoločností vo veľkostiach od 1/2 palca do 6 palcov s hrdlovými, závitovými alebo prírubovými pripojeniami. Skutočná konštrukcia spojovacieho spoja súčasných guľových ventilov zahŕňa dve matice, ktoré sa naskrutkujú na telo a stláčajú elastomérové ​​tesnenia medzi telom a koncovými konektormi. Niektorí výrobcovia si zachovávajú rovnakú dĺžku uloženia guľových ventilov a závity matíc už desaťročia, aby umožnili jednoduchú výmenu starších ventilov bez úpravy priľahlého potrubia.

Guľové ventily s elastomérovými tesneniami z etylénpropyléndiénového monoméru (EPDM) by mali byť certifikované podľa NSF-61G na použitie v pitnej vode. Elastomérové ​​tesnenia z fluórovaných uhľovodíkov (FKM) možno použiť ako alternatívu pre systémy, kde je dôležitá chemická kompatibilita. FKM sa môže použiť aj vo väčšine aplikácií zahŕňajúcich minerálne kyseliny, s výnimkou chlorovodíka, soľných roztokov, chlórovaných uhľovodíkov a ropných olejov.

Obrázok 3. Prírubový guľový ventil pripojený k nádržiObrázok 4. Vertikálne nainštalovaný guľový spätný ventilGuľové ventily z PVC a CPVC s priemerom 1/2 palca až 2 palce sú vhodnou voľbou pre aplikácie s teplou a studenou vodou, kde maximálny nešokový tlak vody môže byť až 250 psi pri teplote 73 °F. Väčšie guľové ventily s priemerom 2-1/2 palca až 6 palcov budú mať nižší menovitý tlak 150 psi pri 73 °F. Guľové ventily z PP a PVDF (obrázky 3 a 4), bežne používané v chemickej doprave, sú dostupné vo veľkostiach 1/2 palca až 4 palce s objímkovým, závitovým alebo prírubovým pripojením a sú bežne dimenzované na maximálny nešokový tlak vody 150 psi pri okolitej teplote.

Termoplastické guľové spätné ventily sú založené na guli s mernou hmotnosťou menšou ako je hmotnosť vody, takže ak dôjde k strate tlaku na strane proti prúdu, guľa klesne späť k tesniacej ploche. Tieto ventily sa môžu používať v rovnakej službe ako podobné plastové guľové ventily, pretože do systému nezavádzajú nové materiály. Iné typy spätných ventilov môžu obsahovať kovové pružiny, ktoré nemusia vydržať v korozívnom prostredí.

Obrázok 5. Škrtiaca klapka s elastomérovou vložkou Plastová škrtiaca klapka vo veľkostiach od 2 palcov do 24 palcov je obľúbená pre potrubné systémy s väčším priemerom. Výrobcovia plastových škrtiacej klapky používajú rôzne prístupy ku konštrukcii a tesniacim povrchom. Niektorí používajú elastomérovú vložku (obrázok 5) alebo O-krúžok, zatiaľ čo iní používajú elastomérom potiahnutý disk. Niektorí vyrábajú telo z jedného materiálu, ale vnútorné, zmáčané komponenty slúžia ako systémové materiály, čo znamená, že telo polypropylénovej škrtiacej klapky môže obsahovať EPDM vložku a PVC disk alebo niekoľko iných konfigurácií s bežne používanými termoplastmi a elastomérovými tesneniami.

Inštalácia plastovej motýlej klapky je jednoduchá, pretože tieto ventily sú vyrobené v tvare doštičky s elastomérovými tesneniami zabudovanými do tela. Nevyžadujú pridanie tesnenia. Plastová motýliková klapka je umiestnená medzi dvoma protiľahlými prírubami a musí sa pri skrutkovaní postupne postupne zvyšovať odporúčaný uťahovací moment skrutiek v troch fázach. Toto sa robí preto, aby sa zabezpečilo rovnomerné utesnenie po celom povrchu a aby na ventil nepôsobilo nerovnomerné mechanické namáhanie.

Obrázok 6. Membránový ventilOdborníci na kovové ventily nájdu špičkové plastové membránové ventily s kolieskom a indikátormi polohy známe (obrázok 6); plastový membránový ventil však môže mať aj niektoré zreteľné výhody vrátane hladkých vnútorných stien termoplastického telesa. Podobne ako plastový guľový ventil, aj používatelia týchto ventilov majú možnosť nainštalovať konštrukciu s pravým spojom, čo môže byť obzvlášť užitočné pri údržbe ventilu. Alebo si používateľ môže zvoliť prírubové pripojenia. Vďaka všetkým možnostiam materiálov tela a membrány je možné tento ventil použiť v rôznych chemických aplikáciách.

Rovnako ako pri každom ventile, kľúčom k ovládaniu plastových ventilov je určenie prevádzkových požiadaviek, ako je pneumatické verzus elektrické a jednosmerné verzus striedavé napájanie. Pri plastoch však musí konštruktér a používateľ pochopiť aj typ prostredia, v akom sa bude pohon nachádzať. Ako už bolo spomenuté, plastové ventily sú skvelou voľbou pre korozívne situácie, ktoré zahŕňajú aj externe korozívne prostredia. Z tohto dôvodu je materiál krytu pohonov pre plastové ventily dôležitým faktorom. Výrobcovia plastových ventilov majú možnosti, ako splniť potreby týchto korozívnych prostredí, a to vo forme pohonov s plastovým povrchom alebo kovových puzdier s epoxidovým povlakom.

Ako ukazuje tento článok, plastové ventily dnes ponúkajú najrôznejšie možnosti pre nové aplikácie a situácie.