Encara quevàlvules de plàsticde vegades es consideren un producte especial -la primera opció per a les persones que fabriquen o dissenyen productes de canonades de plàstic per a sistemes industrials o que han de tenir equips ultra nets- és breu assumint que aquestes vàlvules no tenen molts usos generals-visió. De fet, les vàlvules de plàstic actuals tenen un ampli ventall d'usos, perquè els tipus de materials segueixen ampliant-se, i els bons dissenyadors que necessiten aquests materials fan que cada cop hi hagi més maneres d'utilitzar aquestes eines multifuncionals.

PROPIETATS DEL PLÀSTIC

Els avantatges de les vàlvules termoplàstiques són amplis: resistència a la corrosió, química i a l'abrasió; parets interiors llises; pes lleuger; facilitat d'instal·lació; llarga esperança de vida; i menor cost del cicle de vida. Aquests avantatges han donat lloc a una àmplia acceptació de les vàlvules de plàstic en aplicacions comercials i industrials com ara distribució d'aigua, tractament d'aigües residuals, processament de metalls i productes químics, alimentació i productes farmacèutics, centrals elèctriques, refineries de petroli i moPlastic. Les vàlvules es poden fabricar a partir de diversos materials utilitzats. en una sèrie de configuracions. Les vàlvules termoplàstiques més comunes estan fetes de clorur de polivinil (PVC), clorur de polivinil clorat (CPVC), polipropilè (PP) i fluorur de polivinilide (PVDF). Les vàlvules de PVC i CPVC s'uneixen habitualment als sistemes de canonades mitjançant els extrems de la presa de ciment amb dissolvent, o els extrems roscats i amb brides; mentre que, el PP i el PVDF requereixen la unió dels components del sistema de canonades, ja sigui mitjançant tecnologies de calor, a tope o electrofusió.

Les vàlvules termoplàstiques excel·lent en entorns corrosius, però són igual d'utils en el servei general d'aigua perquè estan lliures de plom1, resistents a la dezincificació i no s'oxiden. Els sistemes de canonades i vàlvules de PVC i CPVC s'han de provar i certificar segons l'estàndard 61 de la NSF [National Sanitation Foundation] per als efectes sobre la salut, inclòs el requisit de baix plom de l'annex G. L'elecció del material adequat per a fluids corrosius es pot gestionar consultant la resistència química del fabricant. guiar i comprendre l'efecte que tindrà la temperatura sobre la resistència dels materials plàstics.

Tot i que el polipropilè té la meitat de la resistència del PVC i el CPVC, té la resistència química més versàtil perquè no hi ha dissolvents coneguts. El PP funciona bé en àcids i hidròxids acètics concentrats, i també és adequat per a solucions més suaus de la majoria d'àcids, àlcalis, sals i molts productes químics orgànics.

El PP està disponible com a material pigmentat o no pigmentat (natural). El PP natural es degrada severament per la radiació ultraviolada (UV), però els compostos que contenen més del 2,5% de pigmentació de negre de carboni estan estabilitzats adequadament als UV.

Els sistemes de canonades de PVDF s'utilitzen en una varietat d'aplicacions industrials, des de la farmacèutica fins a la mineria a causa de la força, la temperatura de treball i la resistència química del PVDF a les sals, àcids forts, bases diluïdes i molts dissolvents orgànics. A diferència del PP, el PVDF no es degrada per la llum solar; tanmateix, el plàstic és transparent a la llum solar i pot exposar el fluid a la radiació UV. Tot i que una formulació natural i sense pigments de PVDF és excel·lent per a aplicacions interiors d'alta puresa, afegir un pigment com un vermell de qualitat alimentària permetria l'exposició a la llum solar sense efectes adversos sobre el medi fluid.

Els sistemes de plàstic tenen reptes de disseny, com ara la sensibilitat a la temperatura i l'expansió i la contracció tèrmiques, però els enginyers poden dissenyar i han dissenyat sistemes de canonades de llarga durada i rendibles per a entorns generals i corrosius. La consideració principal del disseny és que el coeficient d'expansió tèrmica dels plàstics és més gran que el del metall; el termoplàstic és de cinc a sis vegades més gran que l'acer, per exemple.

Quan es dissenyen sistemes de canonades i es té en compte l'impacte en la col·locació de les vàlvules i els seus suports, una consideració important en els termoplàstics és l'allargament tèrmic. Les tensions i les forces que resulten de l'expansió i la contracció tèrmica es poden reduir o eliminar proporcionant flexibilitat als sistemes de canonades mitjançant canvis freqüents de direcció o introducció de bucles d'expansió. En proporcionar aquesta flexibilitat al llarg del sistema de canonades, la vàlvula de plàstic no haurà d'absorbir tanta tensió (figura 1).

Com que els termoplàstics són sensibles a la temperatura, la pressió nominal d'una vàlvula disminueix a mesura que augmenta la temperatura. Els diferents materials plàstics tenen una deració corresponent amb l'augment de la temperatura. És possible que la temperatura del fluid no sigui l'única font de calor que pot afectar la pressió nominal de les vàlvules de plàstic; la temperatura externa màxima ha de ser part de la consideració del disseny. En alguns casos, no dissenyar la temperatura externa de la canonada pot provocar un flaccid excessiu a causa de la manca de suports de canonada. El PVC té una temperatura màxima de servei de 140 °F; El CPVC té un màxim de 220 °F; El PP té un màxim de 180 °F; i les vàlvules de PVDF poden mantenir una pressió de fins a 280 ° F (figura 2).

A l'altre extrem de l'escala de temperatura, la majoria dels sistemes de canonades de plàstic funcionen força bé a temperatures per sota de la congelació. De fet, la resistència a la tracció augmenta a les canonades termoplàstiques a mesura que disminueix la temperatura. Tanmateix, la resistència a l'impacte de la majoria dels plàstics disminueix a mesura que baixa la temperatura i apareix la fragilitat dels materials de canonades afectats. Sempre que les vàlvules i el sistema de canonades adjacents no estiguin alterats, no es comprometin per cops o cops d'objectes, i la canonada no caigui durant la manipulació, es minimitzen els efectes adversos a les canonades de plàstic.

TIPUS DE VÀLVULAS TERMOPLÀSTIQUES

Vàlvules de bola,vàlvules de retenció,vàlvules de papallonai les vàlvules de diafragma estan disponibles en cadascun dels diferents materials termoplàstics per als sistemes de canonades de pressió de l'horari 80 que també tenen multitud d'opcions d'acabat i accessoris. La vàlvula de bola estàndard es troba més habitualment com un veritable disseny d'unió per facilitar l'eliminació del cos de la vàlvula per al manteniment sense interrupcions de la canonada de connexió. Les vàlvules de retenció termoplàstiques estan disponibles com a control de bola, control de swing, control y i control de con. Les vàlvules de papallona s'acoblen fàcilment amb brides metàl·liques perquè s'ajusten als forats de cargols, cercles de cargols i dimensions generals de la classe ANSI 150. El diàmetre interior suau de les peces termoplàstiques només s'afegeix al control precís de les vàlvules de diafragma.

Les vàlvules de bola de PVC i CPVC són fabricades per diverses empreses nord-americanes i estrangeres en mides d'1/2 polzada a 6 polzades amb endoll, connexions roscades o brides. El veritable disseny d'unió de les vàlvules de bola contemporànies inclou dues femelles que es cargolen al cos, comprimint els segells elastomèrics entre el cos i els connectors finals. Alguns fabricants han mantingut la mateixa longitud de col·locació de la vàlvula de bola i els mateixos fils de femella durant dècades per permetre la substitució fàcil de les vàlvules més antigues sense modificar les canonades adjacents.

Les vàlvules de bola amb segells elastomèrics d'etilè propilè diè monòmer (EPDM) han d'estar certificades segons NSF-61G per utilitzar-les en aigua potable. Els segells elastomèrics de fluorocarboni (FKM) es poden utilitzar com a alternativa per als sistemes on la compatibilitat química és una preocupació. El FKM també es pot utilitzar en la majoria d'aplicacions que involucren àcids minerals, amb l'excepció de clorur d'hidrogen, solucions de sal, hidrocarburs clorats i olis de petroli.

Figura 3. Una vàlvula de bola amb brides connectada a un dipòsitFigura 4. Una vàlvula de retenció de bola instal·lada verticalment Les vàlvules de bola de PVC i CPVC, d'1/2 polzada a 2 polzades, són una opció viable per a aplicacions d'aigua calenta i freda on la màxima aigua sense xocs El servei pot arribar a 250 psi a 73 °F. Les vàlvules de bola més grans, de 2-1/2 polzades a 6 polzades, tindran una pressió menor de 150 psi a 73 °F. S'utilitzen habitualment en el transport de productes químics, les vàlvules de bola de PP i PVDF (figures 3 i 4), disponibles en mides d'1/2 polzada a 4 polzades amb endoll, connexions d'extrem roscat o amb brida, solen classificar-se com a màxim servei d'aigua sense xoc de 150 psi a temperatura ambient.

Les vàlvules de retenció de bola termoplàstiques es basen en una bola amb una gravetat específica inferior a la de l'aigua, de manera que si es perd pressió al costat aigües amunt, la bola s'enfonsarà contra la superfície de segellat. Aquestes vàlvules es poden utilitzar en el mateix servei que les vàlvules de bola de plàstic similars perquè no introdueixen nous materials al sistema. Altres tipus de vàlvules de retenció poden incloure molles metàl·liques que poden no durar en entorns corrosius.

Figura 5. Una vàlvula de papallona amb revestiment elastomèricLa vàlvula de papallona de plàstic de mides de 2 polzades a 24 polzades és popular per a sistemes de canonades de diàmetre més gran. Els fabricants de vàlvules de papallona de plàstic adopten diferents enfocaments per a la construcció i les superfícies de segellat. Alguns utilitzen un revestiment elastomèric (Figura 5) o una junta tòrica, mentre que altres utilitzen un disc recobert d'elastòmer. Alguns fan el cos d'un material, però els components interns humits serveixen com a materials del sistema, és a dir, un cos de vàlvula de papallona de polipropilè pot contenir un revestiment d'EPDM i un disc de PVC o diverses altres configuracions amb termoplàstics i segells elastomèrics comuns.

La instal·lació d'una vàlvula de papallona de plàstic és senzilla perquè aquestes vàlvules es fabriquen per ser d'estil hòstia amb segells elastomèrics dissenyats al cos. No requereixen l'addició d'una junta. Situat entre dues brides d'acoblament, el cargol d'una vàlvula de papallona de plàstic s'ha de manejar amb cura augmentant el parell de cargol recomanat en tres etapes. Això es fa per garantir un segellat uniforme a tota la superfície i que no s'apliqui cap tensió mecànica desigual a la vàlvula.

Figura 6. Una vàlvula de diafragma Els professionals de la vàlvula metàl·lica trobaran familiars els treballs superiors de les vàlvules de diafragma de plàstic amb la roda i els indicadors de posició (Figura 6); tanmateix, la vàlvula de diafragma de plàstic pot incloure alguns avantatges diferents, com ara les parets interiors llises del cos termoplàstic. De manera similar a la vàlvula de bola de plàstic, els usuaris d'aquestes vàlvules tenen l'opció d'instal·lar el veritable disseny d'unió, que pot ser especialment útil per als treballs de manteniment de la vàlvula. O, un usuari pot seleccionar connexions amb brides. A causa de totes les opcions de materials del cos i del diafragma, aquesta vàlvula es pot utilitzar en una varietat d'aplicacions químiques.

Com amb qualsevol vàlvula, la clau per accionar les vàlvules de plàstic és determinar els requisits de funcionament, com ara la potència pneumàtica versus elèctrica i la potència de corrent continu versus CA. Però amb el plàstic, el dissenyador i l'usuari també han d'entendre quin tipus d'entorn envoltarà l'actuador. Com s'ha esmentat anteriorment, les vàlvules de plàstic són una gran opció per a situacions corrosives, que inclouen ambients corrosius externament. Per això, el material de la carcassa dels actuadors per a vàlvules de plàstic és una consideració important. Els fabricants de vàlvules de plàstic tenen opcions per satisfer les necessitats d'aquests entorns corrosius en forma d'actuadors recoberts de plàstic o caixes metàl·liques recobertes d'epoxi.

Com mostra aquest article, les vàlvules de plàstic avui ofereixen tot tipus d'opcions per a noves aplicacions i situacions.