Дегенменпластикалық клапандаркейде арнайы өнім ретінде қарастырылады - өнеркәсіптік жүйелерге арналған пластик құбыр өнімдерін шығаратын немесе жобалайтын немесе аса таза жабдыққа ие болуы керек адамдар үшін бірінші таңдау - бұл клапандардың жалпы қолданылуы көп емес деп болжау қиын - көзқарас. Шын мәнінде, бүгінгі пластик клапандардың қолданылу аясы кең, себебі материалдардың түрлері кеңейе береді, ал осы материалдарға мұқтаж жақсы дизайнерлер бұл көп функциялы құралдарды пайдаланудың көбірек жолдары бар екенін білдіреді.

ПЛАСТИКТІҢ ҚАСИЕТТЕРІ

Термопластикалық клапандардың артықшылықтары кең — коррозияға, химиялық және абразияға төзімділік; ішкі қабырғалардың тегістігі; жеңіл салмағы; орнатудың қарапайымдылығы; ұзақ қызмет ету мерзімі; және өмірлік циклдің төмен құны. Бұл артықшылықтар пластикалық клапандардың суды бөлу, ағынды суларды тазарту, металл және химиялық өңдеу, тамақ және фармацевтика, электр станциялары, мұнай өңдеу зауыттары және басқа да салаларда коммерциялық және өнеркәсіптік қолданыстарда кеңінен қолданылуына әкелді. Пластикалық клапандарды бірқатар конфигурацияларда қолданылатын бірқатар әртүрлі материалдардан жасауға болады. Ең көп таралған термопластикалық клапандар поливинилхлоридтен (ПВХ), хлорланған поливинилхлоридтен (CPVC), полипропиленнен (PP) және поливинилиденфторидтен (PVDF) жасалған. ПВХ және CPVC клапандары әдетте құбыр жүйелеріне еріткіш цементтеуші розетка ұштары немесе бұрандалы және фланецті ұштар арқылы қосылады; ал PP және PVDF құбыр жүйесінің компоненттерін жылу, түйіспе немесе электрофильдеу технологиялары арқылы қосуды қажет етеді.

Термопластикалық клапандар коррозиялық ортада жақсы жұмыс істейді, бірақ олар жалпы сумен жабдықтауда да пайдалы, себебі олар қорғасынсыз1, мырышсыздандыруға төзімді және тот баспайды. ПВХ және CPVC құбыр жүйелері мен клапандары денсаулыққа әсері үшін, соның ішінде G қосымшасындағы қорғасынның төмен мөлшеріне қойылатын талаптар үшін NSF [Ұлттық санитария қоры] 61 стандартына сәйкес тексеріліп, сертификатталуы керек. Коррозиялық сұйықтықтарға арналған дұрыс материалды таңдауды өндірушінің химиялық төзімділік нұсқаулығына жүгіну және температураның пластикалық материалдардың беріктігіне әсерін түсіну арқылы шешуге болады.

Полипропиленнің беріктігі ПВХ және CPVC-ге қарағанда екі есе аз болғанымен, ол ең жан-жақты химиялық төзімділікке ие, себебі белгілі еріткіштер жоқ. PP концентрлі сірке қышқылдары мен гидроксидтерде жақсы жұмыс істейді, сонымен қатар көптеген қышқылдардың, сілтілердің, тұздардың және көптеген органикалық химиялық заттардың жұмсақ ерітінділеріне де жарамды.

PP пигменттелген немесе пигменттелмеген (табиғи) материал ретінде қолжетімді. Табиғи PP ультракүлгін (УК) сәулелену арқылы қатты ыдырайды, бірақ құрамында 2,5%-дан астам көміртегі қара пигментациясы бар қосылыстар УК сәулесімен жеткілікті түрде тұрақтандырылған.

PVDF құбыр жүйелері PVDF беріктігіне, жұмыс температурасына және тұздарға, күшті қышқылдарға, сұйылтылған негіздерге және көптеген органикалық еріткіштерге химиялық төзімділігіне байланысты фармацевтикадан бастап тау-кен өндірісіне дейінгі әртүрлі өнеркәсіптік қолданбаларда қолданылады. PP-ден айырмашылығы, PVDF күн сәулесінен ыдырамайды; дегенмен, пластик күн сәулесіне мөлдір және сұйықтықты ультракүлгін сәулеленуге ұшыратуы мүмкін. PVDF-тің табиғи, пигментсіз формуласы жоғары тазалықтағы, үй ішіндегі қолданбалар үшін өте жақсы болғанымен, тағамдық қызыл сияқты пигмент қосу сұйық ортаға теріс әсер етпей күн сәулесінің әсеріне ұшырауға мүмкіндік береді.

Пластикалық жүйелердің температураға сезімталдығы және термиялық кеңею мен жиырылу сияқты дизайн қиындықтары бар, бірақ инженерлер жалпы және коррозиялық орталарға арналған ұзақ мерзімді, үнемді құбыр жүйелерін жобалай алады және жобалап та қойған. Негізгі жобалау мәселесі - пластмассаның термиялық кеңею коэффициенті металдан жоғары - мысалы, термопластик болаттан бес-алты есе көп.

Құбыр жүйелерін жобалау және клапандардың орналасуы мен клапан тіректеріне әсерін ескеру кезінде термопластикада маңызды ескеретін жайт - термиялық созылу. Термиялық кеңею мен жиырылудан туындайтын кернеулер мен күштерді бағыттың жиі өзгеруі немесе кеңейту ілмектерін енгізу арқылы құбыр жүйелерінде икемділікті қамтамасыз ету арқылы азайтуға немесе жоюға болады. Құбыр жүйесі бойымен осы икемділікті қамтамасыз ету арқылы пластикалық клапанға кернеудің көп бөлігін сіңіру қажет болмайды (1-сурет).

Термопластиктер температураға сезімтал болғандықтан, клапанның қысым көрсеткіші температура жоғарылаған сайын төмендейді. Әртүрлі пластикалық материалдар температураның жоғарылауымен сәйкесінше ауытқуларға ие. Сұйықтық температурасы пластикалық клапандардың қысым көрсеткішіне әсер ететін жалғыз жылу көзі болмауы мүмкін — максималды сыртқы температура жобалауды қарастырудың бір бөлігі болуы керек. Кейбір жағдайларда құбырдың сыртқы температурасын ескере отырып жобаламау құбыр тіректерінің болмауына байланысты шамадан тыс салбырауға әкелуі мүмкін. ПВХ максималды қызмет көрсету температурасы 140°F; CPVC максималды 220°F; PP максималды 180°F; ал PVDF клапандары 280°F дейін қысымды сақтай алады (2-сурет).

Температура шкаласының екінші жағында пластикалық құбыр жүйелерінің көпшілігі нөлден төмен температурада жақсы жұмыс істейді. Шын мәнінде, термопластикалық құбырлардың созылу беріктігі температура төмендеген сайын артады. Дегенмен, көптеген пластиктердің соққыға төзімділігі температура төмендеген сайын төмендейді, ал зақымдалған құбыр материалдарында сынғыштық пайда болады. Клапандар мен іргелес құбыр жүйесі бұзылмаған, заттардың соққыларынан немесе соғылуынан қауіп төнбеген және құбыр өңдеу кезінде түсіп кетпеген жағдайда, пластикалық құбырларға жағымсыз әсерлер азаяды.

Термопластикалық клапандардың түрлері

Шар клапандары,тексеру клапандары,көбелек клапандарыжәне диафрагма клапандары 80 кестелі қысымды құбыр жүйелеріне арналған әртүрлі термопластикалық материалдардың әрқайсысында қолжетімді, оларда көптеген өңдеу нұсқалары мен керек-жарақтары бар. Стандартты шар клапаны көбінесе жалғаушы құбырларды үзбей техникалық қызмет көрсету үшін клапан корпусын алып тастауды жеңілдететін нағыз біріктіру дизайны болып табылады. Термопластикалық кері клапандар шарлы кері клапандар, тербелмелі кері клапандар, у-тәрізді кері клапандар және конусты кері клапандар ретінде қолжетімді. Көбелек клапандар металл фланецтермен оңай үйлеседі, себебі олар ANSI Class 150 болт тесіктеріне, болт шеңберлеріне және жалпы өлшемдеріне сәйкес келеді. Термопластикалық бөлшектердің тегіс ішкі диаметрі диафрагма клапандарын дәл басқаруды ғана арттырады.

ПВХ және CPVC шар клапандарын бірнеше АҚШ және шетелдік компаниялар 1/2 дюймнен 6 дюймге дейінгі өлшемдерде, ұялы, бұрандалы немесе фланецті қосылыстармен шығарады. Қазіргі заманғы шар клапандарының шынайы біріктірілген дизайны корпусқа бұралатын екі гайканы қамтиды, бұл корпус пен ұштық қосқыштар арасындағы эластомерлі тығыздағыштарды қысады. Кейбір өндірушілер ескі клапандарды көршілес құбырларды өзгертпей оңай ауыстыруға мүмкіндік беру үшін ондаған жылдар бойы бірдей шар клапан төсеу ұзындығы мен гайка бұрандаларын сақтап келеді.

Этилен пропилендиен мономері (EPDM) эластомерлі тығыздағыштары бар шар клапандары ауыз суда пайдалану үшін NSF-61G сертификатына ие болуы керек. Фторкөміртекті (FKM) эластомерлі тығыздағыштарды химиялық үйлесімділік мәселесі туындайтын жүйелер үшін балама ретінде пайдалануға болады. FKM сонымен қатар минералды қышқылдарды қамтитын көптеген қолданбаларда, сутегі хлоридін, тұз ерітінділерін, хлорланған көмірсутектерді және мұнай майларын қоспағанда, қолданылуы мүмкін.

3-сурет. Бакқа бекітілген фланецті шар клапаны4-сурет. Тігінен орнатылған шарлы кері клапанПВХ және CPVC шар клапандары, 1/2 дюймнен 2 дюймге дейін, ыстық және суық суды қолдану үшін тиімді нұсқа болып табылады, мұнда соққысыз судың максималды қысымы 73°F температурада 250 psi дейін жетуі мүмкін. 2-1/2 дюймнен 6 дюймге дейінгі үлкен шар клапандарының қысымы 73°F температурада 150 psi төмен болады. Химиялық тасымалдауда жиі қолданылатын, розеткалы, бұрандалы немесе фланецті ұшты қосылыстары бар 1/2 дюймнен 4 дюймге дейінгі өлшемдерде қолжетімді PP және PVDF шар клапандары (3 және 4-суреттер) қоршаған орта температурасында соққысыз судың максималды қысымы 150 psi дейін бағаланады.

Термопластикалық шарлы кері клапандар меншікті салмағы судың салмағынан аз шарға негізделген, сондықтан егер жоғарғы жағында қысым жоғалса, шар тығыздағыш бетіне қайта батып кетеді. Бұл клапандарды ұқсас пластикалық шарлы клапандармен бірдей қызметте пайдалануға болады, себебі олар жүйеге жаңа материалдарды енгізбейді. Кері клапандардың басқа түрлері коррозиялық ортада ұзақ қызмет етпейтін металл серіппелерді қамтуы мүмкін.

5-сурет. Эластомерлі төсемі бар көбелек клапаны 2 дюймнен 24 дюймге дейінгі өлшемдегі пластикалық көбелек клапаны үлкен диаметрлі құбыр жүйелері үшін танымал. Пластикалық көбелек клапандарын өндірушілер конструкция мен тығыздау беттеріне әртүрлі тәсілдерді қолданады. Кейбіреулері эластомерлі төсемді (5-сурет) немесе O-тәрізді сақинаны пайдаланады, ал басқалары эластомерлі жабынды дискіні пайдаланады. Кейбіреулері корпусты бір материалдан жасайды, бірақ ішкі, суланған компоненттер жүйелік материалдар ретінде қызмет етеді, яғни полипропилен көбелек клапанының корпусында EPDM төсемі және ПВХ дискісі немесе жиі кездесетін термопластиктер мен эластомерлі тығыздағыштары бар бірнеше басқа конфигурациялар болуы мүмкін.

Пластикалық көбелек клапанын орнату өте оңай, себебі бұл клапандар корпусына эластомерлі тығыздағыштармен пластина тәрізді етіп жасалған. Оларға тығыздағыш қосудың қажеті жоқ. Екі фланецтің арасына орнатылған пластикалық көбелек клапанын болттармен бекітуді үш кезеңде ұсынылған болт моментіне дейін арттыру арқылы абайлап жүргізу керек. Бұл бетінде біркелкі тығыздауды және клапанға біркелкі емес механикалық кернеудің түсуін қамтамасыз ету үшін жасалады.

6-сурет. Диафрагма клапаны Металл клапан мамандары дөңгелегі мен орналасу индикаторлары бар пластикалық диафрагма клапандарының ең жақсы үлгілерін жақсы біледі (6-сурет); дегенмен, пластикалық диафрагма клапаны термопластикалық корпустың тегіс ішкі қабырғаларын қоса алғанда, кейбір айқын артықшылықтарға ие болуы мүмкін. Пластикалық шар клапанына ұқсас, бұл клапандарды пайдаланушылар клапанға техникалық қызмет көрсету жұмыстары үшін әсіресе пайдалы болуы мүмкін шынайы біріктіру дизайнын орнату мүмкіндігіне ие. Немесе пайдаланушы фланецті қосылыстарды таңдай алады. Корпус пен диафрагма материалдарының барлық нұсқаларына байланысты бұл клапанды әртүрлі химиялық қолданбаларда қолдануға болады.

Кез келген клапан сияқты, пластикалық клапандарды іске қосудың кілті - пневматикалық және электрлік және тұрақты ток пен айнымалы ток сияқты жұмыс талаптарын анықтау. Бірақ пластикке қатысты дизайнер мен пайдаланушы жетекті қандай орта қоршайтынын түсінуі керек. Бұрын айтылғандай, пластикалық клапандар сыртқы коррозиялық ортаны қамтитын коррозиялық жағдайлар үшін тамаша нұсқа болып табылады. Осыған байланысты, пластикалық клапандарға арналған жетектер корпусының материалы маңызды фактор болып табылады. Пластикалық клапан өндірушілері осы коррозиялық орталардың қажеттіліктерін пластикпен қапталған жетектер немесе эпоксидті жабынмен қапталған металл корпустар түрінде қанағаттандыру нұсқаларын ұсынады.

Бұл мақалада көрсетілгендей, пластикалық клапандар бүгінгі таңда жаңа қолданбалар мен жағдайларға арналған барлық нұсқаларды ұсынады.