Aínda queválvulas de plásticoÁs veces son considerados como un produto especial -a primeira opción para as persoas que fabrican ou deseñan produtos de tubaxes de plástico para sistemas industriais ou que deben ter equipos ultra-limpos- é ​​pouco asumindo que estas válvulas non teñen moitos usos xerais-visión. De feito, as válvulas de plástico actuais teñen unha ampla gama de usos, porque os tipos de materiais seguen a expandirse, e os bos deseñadores que necesitan estes materiais fan que cada vez existan máis formas de utilizar estas ferramentas multifuncionais.

PROPIEDADES DO PLÁSTICO

As vantaxes das válvulas termoplásticas son amplas: resistencia á corrosión, aos produtos químicos e á abrasión; paredes interiores lisas; peso lixeiro; facilidade de instalación; longa expectativa de vida; e menor custo do ciclo de vida. Estas vantaxes levaron a unha ampla aceptación das válvulas de plástico en aplicacións comerciais e industriais, como a distribución de auga, tratamento de augas residuais, procesamento de metais e produtos químicos, alimentos e produtos farmacéuticos, centrais eléctricas, refinerías de petróleo e moPlastic. As válvulas pódense fabricar a partir de diversos materiais utilizados nunha serie de configuracións. As válvulas termoplásticas máis comúns están feitas de cloruro de polivinilo (PVC), cloruro de polivinilo clorado (CPVC), polipropileno (PP) e fluoruro de polivinilideno (PVDF). As válvulas de PVC e CPVC únense habitualmente aos sistemas de tubaxes mediante os extremos de socket cementados con disolvente ou os extremos roscados e con bridas; mentres que o PP e o PVDF requiren a unión dos compoñentes do sistema de tubaxes, xa sexa mediante tecnoloxías de calor, a tope ou de electrofusión.

As válvulas termoplásticas destacan en ambientes corrosivos, pero son igual de útiles no servizo xeral de auga porque están sen chumbo1, resistentes á dezincificación e non se oxidan. Os sistemas de tubaxes e válvulas de PVC e CPVC deben ser probados e certificados segundo a norma 61 da NSF [National Sanitation Foundation] para efectos sobre a saúde, incluíndo o requisito de baixo chumbo para o anexo G. A elección do material axeitado para fluídos corrosivos pódese tratar consultando a resistencia química do fabricante. orientar e comprender o efecto que terá a temperatura sobre a resistencia dos materiais plásticos.

Aínda que o polipropileno ten a metade da resistencia do PVC e do CPVC, ten a resistencia química máis versátil porque non se coñecen disolventes. O PP funciona ben en ácidos acéticos e hidróxidos concentrados, e tamén é adecuado para solucións máis suaves da maioría de ácidos, álcalis, sales e moitos produtos químicos orgánicos.

O PP está dispoñible como material (natural) pigmentado ou non pigmentado. O PP natural é severamente degradado pola radiación ultravioleta (UV), pero os compostos que conteñen máis do 2,5% de pigmentación de negro de carbón están adecuadamente estabilizados.

Os sistemas de tubaxes de PVDF utilízanse nunha variedade de aplicacións industriais, desde farmacéuticas ata mineiras, debido á forza do PVDF, á temperatura de traballo e á resistencia química a sales, ácidos fortes, bases diluídas e moitos disolventes orgánicos. A diferenza do PP, o PVDF non se degrada pola luz solar; con todo, o plástico é transparente á luz solar e pode expor o fluído á radiación UV. Aínda que unha formulación natural e non pigmentada de PVDF é excelente para aplicacións interiores de alta pureza, engadir un pigmento como un vermello apto para alimentos permitiría a exposición á luz solar sen efectos adversos sobre o medio fluído.

Os sistemas de plástico teñen desafíos de deseño, como a sensibilidade á temperatura e á expansión e contracción térmicas, pero os enxeñeiros poden e teñen deseñado sistemas de tubaxes de longa duración e rendibles para ambientes xerais e corrosivos. A principal consideración do deseño é que o coeficiente de expansión térmica dos plásticos é maior que o do metal; o termoplástico é de cinco a seis veces o do aceiro, por exemplo.

Ao deseñar sistemas de tubaxes e tendo en conta o impacto na colocación das válvulas e os seus soportes, unha consideración importante nos termoplásticos é o alongamento térmico. Os esforzos e forzas que resultan da expansión e contracción térmicas poden reducirse ou eliminarse proporcionando flexibilidade nos sistemas de canalización mediante cambios frecuentes de dirección ou introdución de bucles de expansión. Ao proporcionar esta flexibilidade ao longo do sistema de tubaxes, a chave de plástico non terá que absorber tanta tensión (Figura 1).

Debido a que os termoplásticos son sensibles á temperatura, a presión nominal dunha válvula diminúe a medida que aumenta a temperatura. Diferentes materiais plásticos teñen unha deración correspondente co aumento da temperatura. A temperatura do fluído pode non ser a única fonte de calor que pode afectar a clasificación de presión das válvulas de plástico; a temperatura externa máxima debe ser parte da consideración do deseño. Nalgúns casos, non se deseñar para a temperatura externa das tubaxes pode provocar un flacidez excesivo debido á falta de soportes para tubos. O PVC ten unha temperatura máxima de servizo de 140 °F; O CPVC ten un máximo de 220 °F; O PP ten un máximo de 180 °F; e as válvulas de PVDF poden manter unha presión de ata 280 °F (Figura 2).

No outro extremo da escala de temperatura, a maioría dos sistemas de tubaxes de plástico funcionan bastante ben a temperaturas por debaixo de cero. De feito, a resistencia á tracción aumenta na tubaxe termoplástica a medida que diminúe a temperatura. Non obstante, a resistencia ao impacto da maioría dos plásticos diminúe a medida que baixa a temperatura e aparece fraxilidade nos materiais das tubaxes afectados. Mentres as válvulas e o sistema de tubaxes adxacentes non estean perturbados, non se poñan en perigo por golpes ou golpes de obxectos, e a tubaxe non se caia durante a manipulación, minimizanse os efectos adversos sobre as tubaxes de plástico.

TIPOS DE VÁLVULAS TERMOPLÁSTICAS

válvulas de bola,válvulas de retención,válvulas de bolboretae válvulas de diafragma están dispoñibles en cada un dos diferentes materiais termoplásticos para sistemas de tubaxes de presión Schedu 80 que tamén contan con multitude de opcións de acabado e accesorios. A válvula de bola estándar adoita ser un verdadeiro deseño de unión para facilitar a eliminación do corpo da chave para o seu mantemento sen interrupción das tubaxes de conexión. As válvulas de retención termoplásticas están dispoñibles como verificación de bola, comprobación de balance, comprobación en Y e comprobación de cono. As válvulas de bolboreta acoplan facilmente coas bridas metálicas porque se axustan aos orificios dos parafusos, aos círculos dos parafusos e ás dimensións xerais da clase ANSI 150. O diámetro interior liso das pezas termoplásticas só aumenta o control preciso das válvulas de diafragma.

As válvulas de bola en PVC e CPVC son fabricadas por varias empresas estadounidenses e estranxeiras en tamaños de 1/2 polgada a 6 polgadas con conexións de enchufe, roscadas ou bridas. O verdadeiro deseño de unión das válvulas de bola contemporáneas inclúe dúas porcas que se enroscan no corpo, comprimindo os selos elastoméricos entre o corpo e os conectores finais. Algúns fabricantes mantiveron a mesma lonxitude de colocación de válvulas de bola e roscas de porcas durante décadas para permitir a substitución sinxela de válvulas máis antigas sen modificar as tubaxes adxacentes.

As válvulas de bola con selos elastoméricos de monómero de etileno propileno dieno (EPDM) deben estar certificadas segundo NSF-61G para o seu uso en auga potable. Os selos elastoméricos de fluorocarbono (FKM) poden usarse como alternativa para sistemas onde a compatibilidade química é un problema. O FKM tamén se pode usar na maioría das aplicacións que inclúen ácidos minerais, con excepción do cloruro de hidróxeno, solucións salinas, hidrocarburos clorados e aceites de petróleo.

Figura 3. Unha válvula de bola con brida unida a un depósito.Figura 4. Unha válvula de retención de bola instalada verticalmente. As válvulas de bola de PVC e CPVC, de 1/2 polgada a 2 polgadas, son unha opción viable para aplicacións de auga quente e fría onde o máximo de auga non choque. o servizo pode ser tan grande como 250 psi a 73 °F. As válvulas de bola máis grandes, de 2-1/2 polgadas a 6 polgadas, terán unha clasificación de presión inferior de 150 psi a 73 °F. Comúnmente usados ​​no transporte de produtos químicos, as válvulas de bola de PP e PVDF (Figuras 3 e 4), dispoñibles en tamaños de 1/2 polgada a 4 polgadas con conexións de enchufe, roscadas ou con bridas, adoitan clasificarse para un servizo máximo de auga sen choque de 150 psi a temperatura ambiente.

As válvulas de retención de bola termoplásticas dependen dunha bóla cunha gravidade específica menor que a da auga, polo que se se perde presión no lado augas arriba, a bola afundirase contra a superficie de selado. Estas válvulas pódense utilizar no mesmo servizo que as válvulas de bola de plástico similares porque non introducen novos materiais no sistema. Outros tipos de válvulas de retención poden incluír resortes metálicos que poden non durar en ambientes corrosivos.

Figura 5. Unha válvula de bolboreta con revestimento elastoméricoA válvula de bolboreta de plástico en tamaños de 2 polgadas a 24 polgadas é popular para sistemas de tubaxes de maior diámetro. Os fabricantes de válvulas de bolboreta de plástico adoptan enfoques diferentes para as superficies de construción e selado. Algúns usan un forro elastomérico (Figura 5) ou un anel tórico, mentres que outros usan un disco revestido de elastomérico. Algúns fan o corpo dun só material, pero os compoñentes internos mollados serven como materiais do sistema, o que significa que un corpo da válvula de bolboreta de polipropileno pode conter un forro de EPDM e un disco de PVC ou varias outras configuracións con termoplásticos e selos elastoméricos.

A instalación dunha válvula de bolboreta de plástico é sinxela porque estas válvulas están fabricadas para ser tipo wafer con selos elastoméricos deseñados no corpo. Non requiren a adición dunha xunta. Situado entre dúas bridas de acoplamento, o parafuso dunha válvula de bolboreta de plástico debe manipularse con coidado aumentando o par de parafuso recomendado en tres etapas. Isto faise para garantir un selado uniforme en toda a superficie e que non se aplique unha tensión mecánica desigual na válvula.

Figura 6. Unha válvula de diafragma. Os profesionais da válvula metálica atoparán os principais traballos das válvulas de diafragma de plástico coa roda e os indicadores de posición (Figura 6); con todo, a válvula de diafragma de plástico pode incluír algunhas vantaxes distintas, incluíndo as paredes interiores lisas do corpo termoplástico. Do mesmo xeito que a válvula de bola de plástico, os usuarios destas válvulas teñen a opción de instalar o verdadeiro deseño de unión, que pode ser especialmente útil para os traballos de mantemento da válvula. Ou, un usuario pode seleccionar conexións con bridas. Debido a todas as opcións dos materiais do corpo e do diafragma, esta válvula pódese usar en diversas aplicacións químicas.

Do mesmo xeito que con calquera válvula, a clave para accionar as válvulas de plástico é determinar os requisitos de funcionamento, como a enerxía pneumática fronte a eléctrica e a enerxía de CC fronte a CA. Pero co plástico, o deseñador e o usuario tamén teñen que entender que tipo de ambiente rodeará o actuador. Como se mencionou anteriormente, as válvulas de plástico son unha excelente opción para situacións corrosivas, que inclúen ambientes corrosivos externamente. Por iso, o material da carcasa dos actuadores para válvulas de plástico é unha consideración importante. Os fabricantes de válvulas de plástico teñen opcións para satisfacer as necesidades destes ambientes corrosivos en forma de actuadores cubertos de plástico ou caixas metálicas revestidas de epoxi.

Como mostra este artigo, hoxe as válvulas de plástico ofrecen todo tipo de opcións para novas aplicacións e situacións.