Hoewelkunststof kleppenworden soms beschouwd als een speciaal product - de eerste keuze voor mensen die kunststof leidingproducten vervaardigen of ontwerpen voor industriële systemen of die over ultraschone apparatuur moeten beschikken - het is kortzichtig om aan te nemen dat deze kleppen niet veel algemene toepassingen hebben - visie. In feite hebben de hedendaagse plastic kleppen een breed scala aan toepassingen, omdat de soorten materialen zich blijven uitbreiden, en goede ontwerpers die deze materialen nodig hebben, zorgen ervoor dat er steeds meer manieren zijn om deze multifunctionele gereedschappen te gebruiken.

EIGENSCHAPPEN VAN PLASTIC

De voordelen van thermoplastische kleppen zijn breed: corrosie-, chemische en slijtvastheid; gladde binnenwanden; lichtgewicht; installatiegemak; lange levensverwachting; en lagere levenscycluskosten. Deze voordelen hebben geleid tot een brede acceptatie van kunststof kleppen in commerciële en industriële toepassingen zoals waterdistributie, afvalwaterzuivering, metaal- en chemische verwerking, voedingsmiddelen en farmaceutische producten, energiecentrales, olieraffinaderijen en moPlastic kleppen kunnen worden vervaardigd uit een aantal verschillende gebruikte materialen. in een aantal configuraties. De meest voorkomende thermoplastische kleppen zijn gemaakt van polyvinylchloride (PVC), gechloreerd polyvinylchloride (CPVC), polypropyleen (PP) en polyvinylideenfluoride (PVDF). PVC- en CPVC-kleppen worden gewoonlijk met leidingsystemen verbonden door mofuiteinden met oplosmiddelcement, of uiteinden met schroefdraad en flens; terwijl PP en PVDF het verbinden van componenten van het leidingsysteem vereisen, hetzij door middel van warmte-, stomp- of elektrofusietechnologieën.

Thermoplastische afsluiters blinken uit in corrosieve omgevingen, maar zijn net zo nuttig in de algemene watervoorziening omdat ze loodvrij1 zijn, ontzinkingsbestendig en niet roesten. PVC- en CPVC-leidingsystemen en kleppen moeten worden getest en gecertificeerd volgens NSF [National Sanitation Foundation] standaard 61 voor gezondheidseffecten, inclusief de lage loodvereiste voor bijlage G. Het kiezen van het juiste materiaal voor corrosieve vloeistoffen kan worden gedaan door de chemische bestendigheid van de fabrikant te raadplegen. gids en inzicht in het effect dat temperatuur zal hebben op de sterkte van plastic materialen.

Hoewel polypropyleen de helft van de sterkte heeft van PVC en CPVC, heeft het de meest veelzijdige chemische bestendigheid omdat er geen bekende oplosmiddelen zijn. PP presteert goed in geconcentreerde azijnzuren en hydroxiden, en is ook geschikt voor mildere oplossingen van de meeste zuren, alkaliën, zouten en veel organische chemicaliën.

PP is verkrijgbaar als gepigmenteerd of ongepigmenteerd (natuurlijk) materiaal. Natuurlijk PP wordt ernstig afgebroken door ultraviolette (UV) straling, maar verbindingen die meer dan 2,5% roetpigmentatie bevatten, zijn voldoende UV-gestabiliseerd.

PVDF-leidingsystemen worden gebruikt in een verscheidenheid aan industriële toepassingen, van de farmaceutische industrie tot de mijnbouw, vanwege de sterkte, werktemperatuur en chemische bestendigheid van PVDF tegen zouten, sterke zuren, verdunde basen en veel organische oplosmiddelen. In tegenstelling tot PP wordt PVDF niet afgebroken door zonlicht; het plastic is echter transparant voor zonlicht en kan de vloeistof blootstellen aan UV-straling. Hoewel een natuurlijke, ongepigmenteerde formulering van PVDF uitstekend geschikt is voor zeer zuivere toepassingen binnenshuis, zou het toevoegen van een pigment zoals rood van voedingskwaliteit blootstelling aan zonlicht mogelijk maken zonder nadelig effect op het vloeibare medium.

Kunststofsystemen hebben ontwerpuitdagingen, zoals gevoeligheid voor temperatuur en thermische uitzetting en krimp, maar ingenieurs kunnen en hebben duurzame, kosteneffectieve leidingsystemen ontworpen voor algemene en corrosieve omgevingen. De belangrijkste ontwerpoverweging is dat de thermische uitzettingscoëfficiënt van kunststoffen groter is dan die van metaal; thermoplastische kunststof is bijvoorbeeld vijf tot zes keer zo groot als die van staal.

Bij het ontwerpen van leidingsystemen en het overwegen van de impact op de plaatsing van kleppen en klepsteunen, is thermische rek een belangrijke overweging bij thermoplastische materialen. Spanningen en krachten die het gevolg zijn van thermische uitzetting en krimp kunnen worden verminderd of geëlimineerd door flexibiliteit in de leidingsystemen te bieden door middel van frequente richtingsveranderingen of de introductie van expansielussen. Door deze flexibiliteit langs het leidingsysteem te bieden, hoeft de kunststof klep niet zoveel van de spanning te absorberen (Figuur 1).

Omdat thermoplasten gevoelig zijn voor temperatuur, neemt de drukwaarde van een klep af naarmate de temperatuur stijgt. Verschillende plastic materialen hebben een overeenkomstige vermindering bij verhoogde temperatuur. De vloeistoftemperatuur is mogelijk niet de enige warmtebron die de drukwaarde van een kunststof afsluiter kan beïnvloeden; de maximale buitentemperatuur moet deel uitmaken van de ontwerpoverwegingen. In sommige gevallen kan het niet ontwerpen voor de externe temperatuur van de leidingen overmatige doorbuiging veroorzaken als gevolg van een gebrek aan leidingondersteuningen. PVC heeft een maximale gebruikstemperatuur van 140°F; CPVC heeft een maximum van 220°F; PP heeft een maximum van 180°F; en PVDF-kleppen kunnen een druk tot 280 °F handhaven (Figuur 2).

Aan de andere kant van de temperatuurschaal werken de meeste kunststofleidingsystemen redelijk goed bij temperaturen onder het vriespunt. In feite neemt de treksterkte van thermoplastische leidingen toe naarmate de temperatuur daalt. De slagvastheid van de meeste kunststoffen neemt echter af naarmate de temperatuur daalt, en er ontstaat broosheid in de aangetaste leidingmaterialen. Zolang de kleppen en het aangrenzende leidingsysteem niet worden verstoord, niet in gevaar worden gebracht door stoten of stoten van voorwerpen, en de leiding niet valt tijdens het hanteren, worden nadelige effecten op de kunststofleidingen tot een minimum beperkt.

SOORTEN THERMOPLASTISCHE KLEPPEN

Kogelkranen,terugslagkleppen,vlinderkleppenen membraankleppen zijn verkrijgbaar in elk van de verschillende thermoplastische materialen voor schema 80 drukleidingsystemen die ook een groot aantal trimopties en accessoires hebben. De standaard kogelkraan blijkt meestal een echt verbindingsontwerp te zijn om het verwijderen van het kleplichaam voor onderhoud te vergemakkelijken zonder verstoring van de verbindingsleidingen. Thermoplastische terugslagkleppen zijn verkrijgbaar als kogelcontrole, swingcontrole, y-controle en kegelcontrole. Vlinderkleppen passen gemakkelijk op metalen flenzen omdat ze voldoen aan de boutgaten, boutcirkels en algemene afmetingen van ANSI-klasse 150. De gladde binnendiameter van thermoplastische onderdelen draagt ​​alleen maar bij aan de nauwkeurige bediening van membraankleppen.

Kogelkranen in PVC en CPVC worden door verschillende Amerikaanse en buitenlandse bedrijven vervaardigd in de maten 1/2 inch tot en met 6 inch met mof-, schroefdraad- of flensaansluitingen. Het echte verbindingsontwerp van hedendaagse kogelkranen omvat twee moeren die op het huis worden geschroefd, waardoor elastomere afdichtingen tussen het huis en de eindconnectoren worden samengedrukt. Sommige fabrikanten hanteren al tientallen jaren dezelfde plaatsingslengte en moerdraden van de kogelkranen, zodat oudere kleppen gemakkelijk kunnen worden vervangen zonder aanpassingen aan de aangrenzende leidingen.

Kogelkranen met elastomere afdichtingen van ethyleenpropyleendieenmonomeer (EPDM) moeten gecertificeerd zijn volgens NSF-61G voor gebruik in drinkwater. Fluorocarbon (FKM) elastomere afdichtingen kunnen worden gebruikt als alternatief voor systemen waarbij chemische compatibiliteit een probleem is. FKM kan ook worden gebruikt in de meeste toepassingen waarbij minerale zuren betrokken zijn, met uitzondering van waterstofchloride, zoutoplossingen, gechloreerde koolwaterstoffen en petroleumoliën.

Figuur 3. Een geflensde kogelkraan bevestigd aan een tankFiguur 4. Een verticaal geïnstalleerde kogelterugslagklep PVC- en CPVC-kogelkranen, 1/2-inch tot en met 2 inch, zijn een haalbare optie voor warm- en koudwatertoepassingen waarbij het maximale niet-schokwater service kan oplopen tot 250 psi bij 73°F. Grotere kogelkranen, 2-1/2 inch tot en met 6 inch, hebben een lagere drukwaarde van 150 psi bij 73 °F. PP- en PVDF-kogelkranen (figuren 3 en 4), die vaak worden gebruikt in het transport van chemicaliën (figuren 3 en 4), verkrijgbaar in de maten 1/2-inch tot en met 4 inch met mof-, schroefdraad- of flensaansluitingen, zijn doorgaans geschikt voor een maximale niet-schokwatervoorziening van 150 psi bij omgevingstemperatuur.

Thermoplastische kogelterugslagkleppen zijn afhankelijk van een kogel met een soortelijk gewicht dat kleiner is dan dat van water, zodat als er druk verloren gaat aan de stroomopwaartse zijde, de kogel terugzakt tegen het afdichtingsoppervlak. Deze kleppen kunnen in dezelfde dienst worden gebruikt als vergelijkbare kunststof kogelkranen, omdat ze geen nieuwe materialen in het systeem introduceren. Andere soorten terugslagkleppen kunnen metalen veren bevatten die mogelijk niet lang meegaan in corrosieve omgevingen.

Figuur 5. Een vlinderklep met elastomere voering De plastic vlinderklep in de maten 2 inch tot en met 24 inch is populair voor leidingsystemen met een grotere diameter. Fabrikanten van kunststof vlinderkleppen hanteren verschillende benaderingen van de constructie en afdichtingsoppervlakken. Sommige gebruiken een elastomere voering (Figuur 5) of O-ring, terwijl andere een schijf met elastomeercoating gebruiken. Sommigen maken het lichaam uit één materiaal, maar de interne, bevochtigde componenten dienen als systeemmaterialen, wat betekent dat een polypropyleen vlinderklephuis een EPDM-voering en PVC-schijf kan bevatten of verschillende andere configuraties met veel voorkomende thermoplastische materialen en elastomere afdichtingen.

De installatie van een kunststof vlinderklep is eenvoudig omdat deze kleppen zijn vervaardigd in wafelstijl met elastomere afdichtingen die in het lichaam zijn ontworpen. Ze vereisen geen toevoeging van een pakking. Gelegen tussen twee op elkaar aansluitende flenzen, moet het vastschroeven van een kunststof vlinderklep met zorg gebeuren door het aanbevolen boutkoppel in drie fasen op te voeren. Dit wordt gedaan om een ​​gelijkmatige afdichting over het oppervlak te garanderen en ervoor te zorgen dat er geen ongelijkmatige mechanische spanning op de klep wordt uitgeoefend.

Figuur 6. Een membraanklepProfessionals op het gebied van metalen kleppen zullen de bovenste werken van plastic membraankleppen tegenkomen, waarbij het wiel en de positie-indicatoren bekend voorkomen (Figuur 6); de kunststof membraanklep kan echter enkele duidelijke voordelen hebben, waaronder de gladde binnenwanden van het thermoplastische lichaam. Net als bij de kunststof kogelkraan hebben gebruikers van deze kleppen de mogelijkheid om het echte verbindingsontwerp te installeren, wat vooral handig kan zijn bij onderhoudswerkzaamheden aan de klep. Of een gebruiker kan flensverbindingen selecteren. Vanwege alle mogelijkheden van behuizings- en membraanmaterialen kan deze klep in verschillende chemische toepassingen worden gebruikt.

Zoals bij elke klep is de sleutel tot het bedienen van kunststof kleppen het bepalen van de bedrijfsvereisten, zoals pneumatisch versus elektrisch en gelijkstroom versus wisselstroom. Maar bij kunststof moeten de ontwerper en gebruiker ook begrijpen in wat voor soort omgeving de actuator zich bevindt. Zoals eerder vermeld, zijn kunststof kleppen een uitstekende optie voor corrosieve situaties, waaronder extern corrosieve omgevingen. Daarom is het behuizingsmateriaal van actuatoren voor kunststof kleppen een belangrijke overweging. Fabrikanten van kunststofkleppen hebben opties om aan de behoeften van deze corrosieve omgevingen te voldoen in de vorm van met plastic bedekte actuatoren of metalen behuizingen met epoxycoating.

Zoals dit artikel laat zien, bieden kunststof kleppen tegenwoordig allerlei mogelijkheden voor nieuwe toepassingen en situaties.