Norsplastikiniai vožtuvaikartais laikomi specialiu produktu – pirmuoju pasirinkimu žmonėms, kurie gamina ar projektuoja plastikinius vamzdynų gaminius pramoninėms sistemoms arba kuriems reikalinga itin švari įranga – trumpai tariant, šie vožtuvai neturi daug bendro naudojimo paskirties. Tiesą sakant, šiandieniniai plastikiniai vožtuvai turi platų panaudojimo spektrą, nes medžiagų rūšys nuolat plečiasi, o geri dizaineriai, kuriems reikalingos šios medžiagos, reiškia, kad yra vis daugiau būdų, kaip panaudoti šiuos daugiafunkcius įrankius.

PLASTIKO SAVYBĖS

Termoplastinių vožtuvų privalumai yra platūs – atsparumas korozijai, cheminėms medžiagoms ir dilimui; lygios vidinės sienelės; lengvas svoris; paprastas montavimas; ilgaamžiškumas; ir mažesnės gyvavimo ciklo sąnaudos. Šie privalumai lėmė platų plastikinių vožtuvų pripažinimą komercinėse ir pramoninėse srityse, tokiose kaip vandens paskirstymas, nuotekų valymas, metalo ir chemijos perdirbimas, maisto ir farmacijos pramonė, elektrinės, naftos perdirbimo gamyklos ir kt. Plastikiniai vožtuvai gali būti gaminami iš įvairių medžiagų, naudojamų įvairiose konfigūracijose. Dažniausiai pasitaikantys termoplastiniai vožtuvai yra pagaminti iš polivinilchlorido (PVC), chlorinto polivinilchlorido (CPVC), polipropileno (PP) ir polivinilidenfluorido (PVDF). PVC ir CPVC vožtuvai dažniausiai jungiami prie vamzdynų sistemų tirpiklio cementavimo būdu arba srieginiais ir flanšiniais galais; tuo tarpu PP ir PVDF vožtuvams reikia sujungti vamzdynų sistemos komponentus terminio, suvirinimo arba elektrolydinio suvirinimo technologijomis.

Termoplastiniai vožtuvai puikiai veikia korozinėje aplinkoje, tačiau jie yra tokie pat naudingi ir bendrose vandens tiekimo sistemose, nes juose nėra švino1, jie atsparūs decinkifikacijai ir nerūdija. PVC ir CPVC vamzdynų sistemos bei vožtuvai turėtų būti išbandyti ir sertifikuoti pagal NSF [Nacionalinio sanitarijos fondo] 61 standartą dėl poveikio sveikatai, įskaitant mažo švino kiekio reikalavimą pagal G priedą. Tinkamą medžiagą koroziniams skysčiams galima pasirinkti perskaičius gamintojo cheminio atsparumo vadovą ir suprantant temperatūros poveikį plastikinių medžiagų stiprumui.

Nors polipropilenas yra perpus silpnesnis nei PVC ir CPVC, jis pasižymi universaliausiu cheminiu atsparumu, nes jame nėra žinomų tirpiklių. PP gerai veikia koncentruotose acto rūgštyse ir hidroksiduose, taip pat tinka švelnesniems daugumos rūgščių, šarmų, druskų ir daugelio organinių cheminių medžiagų tirpalams.

PP yra pigmentuotos arba nepigmentuotos (natūralios) medžiagos pavidalu. Natūralų PP labai ardo ultravioletiniai (UV) spinduliai, tačiau junginiai, kuriuose yra daugiau nei 2,5 % juodosios anglies pigmentacijos, yra tinkamai stabilizuoti UV spindulių.

PVDF vamzdynų sistemos naudojamos įvairiose pramonės šakose – nuo ​​farmacijos iki kasybos – dėl PVDF stiprumo, darbinės temperatūros ir cheminio atsparumo druskoms, stiprioms rūgštims, praskiestoms bazėms ir daugeliui organinių tirpiklių. Skirtingai nuo PP, PVDF nesuyra saulės spindulių veikiamas; tačiau plastikas yra skaidrus saulės spinduliams ir gali paveikti skystį UV spinduliuote. Nors natūrali, nepigmentuota PVDF formulė puikiai tinka didelio grynumo patalpų viduje, pridėjus pigmento, pvz., maistinio raudono, būtų galima jį paveikti saulės spinduliais, neturint neigiamo poveikio skysčio terpei.

Plastikinės sistemos turi projektavimo iššūkių, tokių kaip jautrumas temperatūrai, šiluminis plėtimasis ir susitraukimas, tačiau inžinieriai gali ir yra suprojektavę ilgalaikes, ekonomiškas vamzdynų sistemas, skirtas bendrai ir korozinei aplinkai. Svarbiausias projektavimo aspektas yra tai, kad plastiko šiluminio plėtimosi koeficientas yra didesnis nei metalo – pavyzdžiui, termoplasto yra penkis–šešis kartus didesnis nei plieno.

Projektuojant vamzdynų sistemas ir atsižvelgiant į poveikį vožtuvų išdėstymui ir atramoms, svarbus termoplastų aspektas yra terminis pailgėjimas. Įtempiai ir jėgos, atsirandantys dėl terminio plėtimosi ir susitraukimo, gali būti sumažinti arba pašalinti užtikrinant vamzdynų sistemų lankstumą dažnai keičiant kryptį arba įvedant išsiplėtimo kilpas. Užtikrinus šį lankstumą išilgai vamzdynų sistemos, plastikiniam vožtuvui nereikės sugerti tiek daug įtempių (1 pav.).

Kadangi termoplastai yra jautrūs temperatūrai, vožtuvo slėgio varža mažėja kylant temperatūrai. Skirtingos plastikinės medžiagos atitinkamai mažina slėgio varžą kylant temperatūrai. Skysčio temperatūra gali būti ne vienintelis šilumos šaltinis, galintis turėti įtakos plastikinių vožtuvų slėgio varžai – projektuojant reikia atsižvelgti į maksimalią išorinę temperatūrą. Kai kuriais atvejais, neprojektuojant vamzdynų išorinės temperatūros, dėl vamzdžių atramų trūkumo vamzdynas gali per daug įlinkti. PVC maksimali darbinė temperatūra yra 140 °F; CPVC maksimali temperatūra yra 220 °F; PP maksimali temperatūra yra 180 °F; o PVDF vožtuvai gali išlaikyti iki 280 °F slėgį (2 pav.).

Kitame temperatūros skalės gale dauguma plastikinių vamzdynų sistemų gana gerai veikia esant žemesnei nei nulio temperatūrai. Tiesą sakant, termoplastinių vamzdynų tempiamasis stipris didėja mažėjant temperatūrai. Tačiau daugumos plastikų atsparumas smūgiams mažėja krintant temperatūrai, o paveiktos vamzdynų medžiagos tampa trapios. Kol vožtuvai ir gretima vamzdynų sistema nepažeidžiami, jiems nedaro pavojaus smūgiai ar daužymai, o vamzdynai nenukrenta tvarkymo metu, neigiamas poveikis plastikiniams vamzdynams yra kuo mažesnis.

TERMOPLASTIKINIŲ VOŽTUVŲ TIPAI

Rutuliniai vožtuvai,atbuliniai vožtuvai,drugelio vožtuvaiDiafragminiai vožtuvai, skirti 80 klasės slėgio vamzdynų sistemoms, yra pagaminti iš skirtingų termoplastinių medžiagų, taip pat turi daugybę apdailos variantų ir priedų. Standartinis rutulinis vožtuvas dažniausiai yra jungiamosios konstrukcijos, kad būtų lengviau nuimti vožtuvo korpusą techninei priežiūrai nepažeidžiant jungiamųjų vamzdynų. Termoplastiniai atbuliniai vožtuvai būna rutulinių, svyruojamųjų, Y formos ir kūginių atbulinių vožtuvų tipo. Drugeliniai vožtuvai lengvai suderinami su metaliniais flanšais, nes jie atitinka ANSI 150 klasės varžtų skyles, varžtų apskritimus ir bendruosius matmenis. Lygus termoplastinių dalių vidinis skersmuo tik padidina tikslų diafragminių vožtuvų valdymą.

PVC ir CPVC rutulinius vožtuvus gamina kelios JAV ir užsienio kompanijos, kurių dydžiai yra nuo 1/2 colio iki 6 colių, su lizdinėmis, srieginėmis arba flanšinėmis jungtimis. Šiuolaikinių rutulinių vožtuvų jungčių konstrukcija apima dvi veržles, kurios užsukamos ant korpuso, suspausdamos elastomerinius sandariklius tarp korpuso ir galinių jungčių. Kai kurie gamintojai dešimtmečius išlaikė tą patį rutulinio vožtuvo išdėstymo ilgį ir veržlių sriegius, kad būtų galima lengvai pakeisti senesnius vožtuvus nemodifikuojant gretimų vamzdynų.

Rutuliniai vožtuvai su etileno propileno dieno monomero (EPDM) elastomeriniais sandarikliais turėtų būti sertifikuoti pagal NSF-61G, kad būtų tinkami naudoti geriamajame vandenyje. Sistemose, kuriose svarbus cheminis suderinamumas, kaip alternatyva gali būti naudojami fluorokarboniniai (FKM) elastomeriniai sandarikliai. FKM taip pat gali būti naudojami daugumoje sričių, kuriose naudojamos mineralinės rūgštys, išskyrus vandenilio chloridą, druskos tirpalus, chlorintus angliavandenilius ir naftos alyvas.

3 pav. Flanšinis rutulinis vožtuvas, pritvirtintas prie bako. 4 pav. Vertikaliai sumontuotas rutulinis atbulinis vožtuvas. PVC ir CPVC rutuliniai vožtuvai, kurių skersmuo yra nuo 1/2 colio iki 2 colių, yra tinkamas pasirinkimas karšto ir šalto vandens sistemoms, kur maksimalus ne smūginis vandens slėgis gali siekti 250 psi esant 73 °F temperatūrai. Didesni rutuliniai vožtuvai, kurių skersmuo yra nuo 2-1/2 colio iki 6 colių, turės mažesnį slėgį – 150 psi esant 73 °F temperatūrai. Paprastai naudojami cheminių medžiagų transportavime, PP ir PVDF rutuliniai vožtuvai (3 ir 4 pav.), kurių dydžiai yra nuo 1/2 colio iki 4 colių, su lizdinėmis, srieginėmis arba flanšinėmis jungtimis, paprastai yra skirti maksimaliam ne smūginiam vandens slėgiui – 150 psi aplinkos temperatūroje.

Termoplastiniai rutuliniai atbuliniai vožtuvai veikia su rutuliuku, kurio savitasis svoris yra mažesnis nei vandens, todėl, praradus slėgį prieš srovę, rutulys nusileis atgal prie sandarinimo paviršiaus. Šie vožtuvai gali būti naudojami toje pačioje srityje kaip ir panašūs plastikiniai rutuliniai vožtuvai, nes į sistemą neįtraukiamos naujos medžiagos. Kitų tipų atbuliniai vožtuvai gali turėti metalines spyruokles, kurios gali neatlaikyti korozinės aplinkos.

5 pav. Drugelis su elastomeriniu įdėklu. Plastikinis drugelis, kurio dydis yra nuo 2 iki 24 colių, yra populiarus didesnio skersmens vamzdynų sistemose. Plastikinių drugelių vožtuvų gamintojai taiko skirtingus konstrukcijos ir sandarinimo paviršių sprendimus. Vieni naudoja elastomerinį įdėklą (5 pav.) arba O formos žiedą, kiti – elastomeriniu būdu padengtą diską. Vieni gamina korpusą iš vienos medžiagos, tačiau vidiniai, sudrėkinti komponentai tarnauja kaip sistemos medžiagos, o tai reiškia, kad polipropileno drugelio vožtuvo korpusas gali turėti EPDM įdėklą ir PVC diską arba kelias kitas konfigūracijas su įprastais termoplastiniais ir elastomeriniais sandarikliais.

Plastikinio drugelio vožtuvo montavimas yra paprastas, nes šie vožtuvai gaminami plokštelinio tipo su korpuse įmontuotais elastomeriniais sandarikliais. Jiems nereikia papildomo tarpiklio. Įstatytas tarp dviejų suderinamųjų flanšų, plastikinį drugelio vožtuvą reikia prisukti atsargiai, trimis etapais didinant rekomenduojamą varžtų sukimo momentą. Tai daroma siekiant užtikrinti tolygų sandarumą visame paviršiuje ir kad vožtuvui nebūtų taikomas nevienodas mechaninis įtempis.

6 pav. Diafragminis vožtuvasMetalinių vožtuvų specialistams geriausi plastikiniai diafragminiai vožtuvai su ratuku ir padėties indikatoriais bus pažįstami (6 pav.); tačiau plastikinis diafragminis vožtuvas gali turėti tam tikrų išskirtinių pranašumų, įskaitant lygias termoplastinio korpuso vidines sieneles. Panašiai kaip ir plastikinio rutulinio vožtuvo atveju, šių vožtuvų naudotojai gali montuoti tikrosios jungties konstrukciją, kuri gali būti ypač naudinga atliekant vožtuvo techninės priežiūros darbus. Arba naudotojas gali pasirinkti flanšines jungtis. Dėl visų korpuso ir diafragmos medžiagų variantų šis vožtuvas gali būti naudojamas įvairiose chemijos srityse.

Kaip ir bet kurio vožtuvo atveju, plastikinių vožtuvų valdymo raktas yra nustatyti eksploatavimo reikalavimus, tokius kaip pneumatiniai ir elektriniai, nuolatinės ir kintamosios srovės variantai. Tačiau kalbant apie plastiką, projektuotojas ir naudotojas taip pat turi suprasti, kokioje aplinkoje bus pavara. Kaip minėta anksčiau, plastikiniai vožtuvai yra puikus pasirinkimas esant korozijai, įskaitant išorinę koroziją sukeliančią aplinką. Dėl šios priežasties plastikinių vožtuvų pavarų korpuso medžiaga yra svarbus aspektas. Plastikinių vožtuvų gamintojai turi variantų, kaip patenkinti šių koroziją sukeliančių aplinkų poreikius, pavyzdžiui, plastiku dengtus pavarų mechanizmus arba epoksidine derva dengtus metalinius korpusus.

Kaip rodo šis straipsnis, plastikiniai vožtuvai šiandien siūlo daugybę naujų pritaikymo ir situacijų variantų.