Skøntplastventilerbetragtes undertiden som et specialprodukt - førstevalget for folk, der fremstiller eller designer plastrørprodukter til industrielle systemer, eller som har brug for ultrarent udstyr - det er kort sagt, at disse ventiler ikke har mange generelle anvendelser - vision. Faktisk har dagens plastventiler en bred vifte af anvendelser, fordi materialetyperne fortsætter med at udvides, og gode designere, der har brug for disse materialer, betyder, at der er flere og flere måder at bruge disse multifunktionelle værktøjer på.

PLASTIKS EGENSKABER

Fordelene ved termoplastventiler er brede - korrosions-, kemisk og slidbestandighed; glatte indvendige vægge; let vægt; nem installation; lang levetid; og lavere livscyklusomkostninger. Disse fordele har ført til bred accept af plastventiler i kommercielle og industrielle anvendelser såsom vanddistribution, spildevandsbehandling, metal- og kemisk forarbejdning, fødevarer og lægemidler, kraftværker, olieraffinaderier og plastventiler. Plastventiler kan fremstilles af en række forskellige materialer, der anvendes i en række konfigurationer. De mest almindelige termoplastventiler er lavet af polyvinylchlorid (PVC), kloreret polyvinylchlorid (CPVC), polypropylen (PP) og polyvinylidenfluorid (PVDF). PVC- og CPVC-ventiler er almindeligvis forbundet med rørsystemer ved hjælp af opløsningsmiddelcementerende muffer eller gevind- og flangeender; hvorimod PP og PVDF kræver sammenføjning af rørsystemkomponenter, enten ved hjælp af varme-, stump- eller elektrofusionsteknologier.

Termoplastventiler udmærker sig i korrosive miljøer, men de er lige så nyttige i almindelig vandforsyning, fordi de er blyfri1, afzinkningsbestandige og ikke ruster. PVC- og CPVC-rørsystemer og -ventiler bør testes og certificeres i henhold til NSF [National Sanitation Foundation] standard 61 for sundhedseffekter, herunder det lave blykrav i bilag G. Valg af det rigtige materiale til korrosive væsker kan håndteres ved at konsultere producentens vejledning om kemisk resistens og forstå den effekt, som temperaturen vil have på plastmaterialers styrke.

Selvom polypropylen har halvt så stor styrke som PVC og CPVC, har det den mest alsidige kemiske resistens, fordi der ikke findes nogen kendte opløsningsmidler. PP fungerer godt i koncentrerede eddikesyrer og hydroxider, og det er også velegnet til mildere opløsninger af de fleste syrer, baser, salte og mange organiske kemikalier.

PP fås som et pigmenteret eller upigmenteret (naturligt) materiale. Naturlig PP nedbrydes kraftigt af ultraviolet (UV) stråling, men forbindelser, der indeholder mere end 2,5% carbon black-pigmentering, er tilstrækkeligt UV-stabiliserede.

PVDF-rørsystemer anvendes i en række forskellige industrielle anvendelser, lige fra farmaceutiske produkter til minedrift, på grund af PVDF's styrke, driftstemperatur og kemiske resistens over for salte, stærke syrer, fortyndede baser og mange organiske opløsningsmidler. I modsætning til PP nedbrydes PVDF ikke af sollys; plasten er dog transparent for sollys og kan udsætte væsken for UV-stråling. Mens en naturlig, upigmenteret formulering af PVDF er fremragende til indendørs anvendelser med høj renhed, vil tilsætning af et pigment, såsom en fødevaregodkendt rød farve, tillade eksponering for sollys uden negativ effekt på væskemediet.

Plastsystemer har designudfordringer, såsom temperaturfølsomhed og termisk udvidelse og sammentrækning, men ingeniører kan og har designet langtidsholdbare, omkostningseffektive rørsystemer til generelle og korrosive miljøer. Den vigtigste designmæssige overvejelse er, at termisk udvidelseskoefficienten for plast er større end for metal – for eksempel er termoplast fem til seks gange så stor som stål.

Ved design af rørsystemer og overvejelse af påvirkningen på ventilplacering og ventilunderstøtninger er en vigtig overvejelse i termoplast termisk forlængelse. Spændinger og kræfter, der skyldes termisk udvidelse og sammentrækning, kan reduceres eller elimineres ved at give fleksibilitet i rørsystemerne gennem hyppige retningsændringer eller indførelse af ekspansionsløkker. Ved at give denne fleksibilitet langs rørsystemet vil plastventilen ikke være forpligtet til at absorbere så meget af spændingen (Figur 1).

Fordi termoplast er temperaturfølsom, falder en ventils trykklassificering, når temperaturen stiger. Forskellige plastmaterialer har tilsvarende reduktion med stigende temperatur. Væsketemperaturen er muligvis ikke den eneste varmekilde, der kan påvirke en plastventils trykklassificering - den maksimale udvendige temperatur skal være en del af designovervejelserne. I nogle tilfælde kan manglende design til rørledningens udvendige temperatur forårsage overdreven nedhængning på grund af manglende rørunderstøtninger. PVC har en maksimal driftstemperatur på 140°F; CPVC har et maksimum på 220°F; PP har et maksimum på 180°F; og PVDF-ventiler kan opretholde et tryk på op til 280°F (Figur 2).

I den anden ende af temperaturskalaen fungerer de fleste plastrørsystemer ret godt i temperaturer under frysepunktet. Faktisk øges trækstyrken i termoplastrør, når temperaturen falder. Slagfastheden for de fleste plasttyper falder dog, når temperaturen falder, og de berørte rørmaterialer bliver sprøde. Så længe ventilerne og det tilstødende rørsystem ikke forstyrres, ikke bringes i fare af slag eller stød fra genstande, og rørene ikke tabes under håndtering, minimeres de negative virkninger på plastrørene.

TYPER AF TERMOPLASTVENTILER

Kugleventiler,kontraventiler,butterflyventilerog membranventiler fås i alle de forskellige termoplastiske materialer til trykrørssystemer i klasse 80, som også har et væld af trimmuligheder og tilbehør. Standardkugleventilen er oftest et ægte unionsdesign, der letter fjernelse af ventilhuset til vedligeholdelse uden at afbryde de tilkoblede rør. Termoplastiske kontraventiler fås som kuglekontraventiler, svingkontraventiler, y-kontraventiler og keglekontraventiler. Butterflyventiler passer nemt sammen med metalflanger, fordi de overholder bolthullerne, boltcirklerne og de samlede dimensioner i ANSI klasse 150. Den glatte indvendige diameter af termoplastiske dele bidrager kun til den præcise styring af membranventiler.

Kugleventiler i PVC og CPVC fremstilles af adskillige amerikanske og udenlandske virksomheder i størrelser fra 1/2 tomme til 6 tommer med muffe-, gevind- eller flangeforbindelser. Det sande uniondesign af moderne kugleventiler inkluderer to møtrikker, der skrues på huset og komprimerer elastomere tætninger mellem huset og endeforbindelserne. Nogle producenter har opretholdt den samme kugleventillængde og møtrikgevind i årtier for at muliggøre nem udskiftning af ældre ventiler uden ændringer af de tilstødende rør.

Kugleventiler med ethylen-propylendienmonomer (EPDM) elastomerpakninger skal være certificeret i henhold til NSF-61G til brug i drikkevand. Fluorcarbon (FKM) elastomerpakninger kan bruges som et alternativ til systemer, hvor kemisk kompatibilitet er en bekymring. FKM kan også bruges i de fleste anvendelser, der involverer mineralsyrer, med undtagelse af hydrogenchlorid, saltopløsninger, klorerede kulbrinter og olier af petroleum.

Figur 3. En flanget kugleventil monteret på en tank. Figur 4. En kuglekontraventil installeret lodret. PVC- og CPVC-kugleventiler, 1/2-tommer til 2 tommer, er en mulig løsning til varmt- og koldtvandsapplikationer, hvor den maksimale ikke-stødvandsydelse kan være så stor som 250 psi ved 73°F. Større kugleventiler, 2-1/2 tommer til 6 tommer, vil have en lavere trykklassificering på 150 psi ved 73°F. PP- og PVDF-kugleventiler (figur 3 og 4), der almindeligvis anvendes i kemisk transport, fås i størrelserne 1/2-tommer til 4 tommer med muffe-, gevind- eller flangeforbindelser, og er almindeligvis klassificeret til en maksimal ikke-stødvandsydelse på 150 psi ved omgivelsestemperatur.

Termoplastiske kuglekontraventiler er afhængige af en kugle med en specifik tyngdekraft, der er mindre end vandets, så hvis der mistes tryk på opstrømssiden, vil kuglen synke tilbage mod tætningsfladen. Disse ventiler kan bruges i samme funktion som lignende plastikkugleventiler, fordi de ikke introducerer nye materialer i systemet. Andre typer kontraventiler kan omfatte metalfjedre, der muligvis ikke holder i korrosive miljøer.

Figur 5. En butterflyventil med elastomerforing. Plastbutterflyventilen i størrelserne 2 tommer til 24 tommer er populær til rørsystemer med større diameter. Producenter af plastbutterflyventiler har forskellige tilgange til konstruktionen og tætningsfladerne. Nogle bruger en elastomerforing (figur 5) eller O-ring, mens andre bruger en elastomerbelagt skive. Nogle fremstiller huset af ét materiale, men de indvendige, våde komponenter fungerer som systemmaterialer, hvilket betyder, at et polypropylenbutterflyventilhus kan indeholde en EPDM-foring og PVC-skive eller flere andre konfigurationer med almindeligt forekommende termoplast og elastomere tætninger.

Installation af en plastbutterflyventil er ligetil, fordi disse ventiler er fremstillet i wafer-stil med elastomere tætninger indbygget i huset. De kræver ikke tilføjelse af en pakning. Da en plastbutterflyventil er monteret mellem to modflanger, skal fastboltningen håndteres forsigtigt ved at øge til det anbefalede boltmoment i tre trin. Dette gøres for at sikre en jævn tætning på tværs af overfladen, og at der ikke påføres ujævn mekanisk belastning på ventilen.

Figur 6. En membranventil. Professionelle inden for metalventiler vil finde de bedste plastmembranventiler med hjul- og positionsindikatorer velkendte (figur 6). Imidlertid kan plastmembranventilen have nogle klare fordele, herunder de glatte indvendige vægge i det termoplastiske hus. I lighed med plastkugleventilen har brugere af disse ventiler mulighed for at installere det ægte unionsdesign, hvilket kan være særligt nyttigt til vedligeholdelsesarbejde på ventilen. Eller en bruger kan vælge flangeforbindelser. På grund af alle mulighederne for hus- og membranmaterialer kan denne ventil bruges i en række forskellige kemiske applikationer.

Som med enhver ventil er nøglen til aktivering af plastventiler at bestemme driftskravene, såsom pneumatisk versus elektrisk og jævnstrøm versus vekselstrøm. Men med plast skal designeren og brugeren også forstå, hvilken type miljø der vil omgive aktuatoren. Som tidligere nævnt er plastventiler en god mulighed for korrosive situationer, herunder eksternt korrosive miljøer. På grund af dette er husets materiale til aktuatorer til plastventiler en vigtig overvejelse. Producenter af plastventiler har muligheder for at imødekomme behovene i disse korrosive miljøer i form af plastbelagte aktuatorer eller epoxybelagte metalhuse.

Som denne artikel viser, tilbyder plastventiler i dag alle mulige muligheder til nye anvendelser og situationer.