Zawory UPVC/CPVC odporne na chemiczne i litowe (DIN/ANSI): kompleksowy przewodnik

W wymagającym świecie przetwarzania płynów przemysłowych wybór odpowiednich zaworów jest najważniejsza dla bezpieczeństwa, wydajności i długowieczności. W przypadku chemikaliów korozyjnych, w tym różnych kwasów, zasad, a zwłaszcza związków litowych, kluczowe są wyspecjalizowane materiały i projekty. Nieplastyczne zawory poliwinylu (UPVC) i chlorowane polichlorku winylu (CPVC) , wyprodukowane na standardy DIN i ANSI, oferują solidne rozwiązania dla tak trudnych zastosowań. Ten artykuł zawiera kompleksowy przegląd tych podstawowych elementów, obejmujący ich właściwości materialne, projekty konstrukcyjne, scenariusze aplikacji i praktyczne rozważania dotyczące selekcji, instalacji i konserwacji.

Sch8o/din Union Coralve

1. Właściwości i wybór materiału: UPVC vs. CPVC

Siła rdzenia tych zaworów polega na ich konstrukcji polimerowej. Zrozumienie odrębnych właściwości UPVC i CPVC ma fundamentalne znaczenie dla optymalnego wyboru materiału:

UPVC (nieprzeplastyczne chlorek poliwinylu): UPVC jest sztywnym, silnym i opłacalnym termoplastycznym znanym z doskonałej odporności chemicznej na szeroki zakres kwasów, alkalii, soli i wielu rozpuszczalników organicznych. Wykazuje dobrą wytrzymałość na rozciąganie i sztywność, dzięki czemu nadaje się do otoczenia i umiarkowanie podwyższonych zastosowań temperaturowych. Gładki otwór UPVC minimalizuje również tarcie i skalowanie, promując wydajny przepływ.
CPVC (chlorowany polichlorek winylu): CPVC to post chlorowana wersja PVC, która zwiększa jego odporność chemiczną i znacznie zwiększa możliwości obsługi temperatury w porównaniu z UPVC. Może wytrzymać wyższe ciśnienia i temperatury, dzięki czemu idealnie nadaje się do bardziej agresywnych środowisk chemicznych i przenoszenia gorącego płynu. CPVC oferuje doskonałą wydajność w stosunku do silnych kwasów i zasad w podwyższonych temperaturach, które często napotykają się w przetwarzaniu litu i innych branżach chemicznych.

Rozważania dotyczące wyboru:

Kompatybilność chemiczna: Zawsze odsyła się w przypadku określonych chemikaliów obsługiwanych przez wykresy odporności chemicznej dostarczane przez producentów zaworów zarówno dla UPVC, jak i CPVC. Zwróć szczególną uwagę na stężenie i temperaturę.
Temperature Range: If the fluid temperature exceeds UPVC's recommended limits (typically around $60^\circ\text{C}$ or $140^\circ\text{F}$), CPVC becomes the mandatory choice. CPVC can generally operate effectively up to $93^\circ\text{C}$ or $200^\circ\text{F}$, and even higher for intermittent exposure.
Ocena ciśnienia: Oba materiały mają określone oceny ciśnienia, które zmniejszają się wraz ze wzrostem temperatury. Upewnij się, że ocena ciśnienia wybranego zaworu przekracza maksymalne ciśnienie operacyjne systemu.
Analiza kosztów i korzyści: Chociaż CPVC ogólnie dowodzi wyższej ceny, jego rozszerzona temperatura i opór chemiczny często uzasadnia inwestycję w krytycznych zastosowaniach, co prowadzi do dłuższej żywotności usług i obniżonych kosztów konserwacji.

2. Rodzaj zastawki i konstrukcja konstrukcyjna

Zawory UPVC i CPVC są dostępne w różnych konfiguracjach, z których każda zaprojektowano w celu spełnienia określonych wymagań kontroli przepływu. Wybór typu zaworu znacząco wpływa na wydajność i przydatność dla danej aplikacji.

Zawory kulowe: należą do najczęstszych typów ze względu na ich doskonałe możliwości odłączania i prostą operację ćwierć. Wyposażają się w obracającą się kulę z otworem, który po wyrównaniu rury pozwala na przepływ, a po prostopadle jej zatrzymuje. Dostępne w projektach True Union, Compact i Fanged.
Prawdziwe zawory kulkowe: Pozwól na łatwe usunięcie i konserwację bez demontażu całego rurociągu.
Kompaktowe zawory kulowe: opłacalne i oszczędne przestrzeni, często używane do zastosowań.
Zawory przepony: Idealne do wysoce korozyjnych lub ściernych mediów oraz do zastosowań wymagających precyzyjnej kontroli przepływu. Elastyczna przepona oddziela korpus zaworu od ścieżki płynu, zapobiegając kontaktowi mediów z mechanizmem operacyjnym. Ten projekt oferuje doskonałą integralność szczelności i jest szczególnie odpowiednia do zawiesin lub płynów z zawieszonymi ciałami stałymi.
Zawory sprawdzające (zawory niepotrzebne): zaprojektowane tak, aby umożliwić przepływ tylko w jednym kierunku, zapobiegając przepływowi wstecznemu, który mógłby uszkodzić pompy lub zanieczyszczyć procesy. Typowe typy obejmują kontrolę kulową i zawory kontroli huśtawki.
Zawory motyli: często używane do rurociągów o większej średnicy, w których obawy są przestrzeń i waga. Wyposażają się w obracający się dysk, który kontroluje przepływ. Oferując szybką eksploatację, ich możliwości dławiania na ogół nie są tak precyzyjne jak zawory piłki lub przepony.
Zawory globalne: głównie stosowane do dławiania i regulacji przepływu. Mają ruchomy dysk i stacjonarne siedzenie pierścienia, oferujące dobrą kontrolę przepływu, ale z większym spadkiem ciśnienia w porównaniu z innymi typami.
Zawory bramne: zaprojektowane do pełnej otwartej lub pełnej obsługi bliskiej, a nie do dławiania. Oferują minimalny spadek ciśnienia po całkowitym otwarciu. Rzadziej w zastosowaniach z tworzyw sztucznych chemicznych ze względu na ich projekt, ale nadal są dostępne.

Rozważania dotyczące projektowania strukturalnego:

Standardy DIN vs. ANSI: odnoszą się one do standardów oceny wymiarów i ciśnienia. Din (Deutsches Institut Für Normung) jest powszechnie używany w Europie, podczas gdy ANSI (American National Standards Institute) jest powszechny w Ameryce Północnej. Zapewnij kompatybilność z istniejącymi systemami rur.
Materiały uszczelniające: Skuteczność dowolnych zawiasów zaworów na jego składnikach uszczelniających. EPDM (monomer etylenowy propylenowy) i FPM/FKM (guma fluorowęglowa, np. Viton®) są powszechnymi wyborami. EPDM jest ogólnie dobry dla wielu kwasów i zasad, podczas gdy FKM oferuje doskonałą odporność na szerszy zakres agresywnych chemikaliów, w tym wiele rozpuszczalników organicznych i produktów naftowych. Wybór musi być zgodny z kompatybilnością chemiczną mediów.
Połączenia końcowe: Wspólne typy połączeń obejmują gniazdo (spoiny rozpuszczalnikowe), gwintowane (NPT lub BSP) i kołnierz. Połączenia kołnierzowe zapewniają łatwą instalację i usuwanie w celu konserwacji w rurach o większej średnicy.

3. Scenariusze aplikacji, przewodnik wyboru, instalacja i konserwacja

Wszechstronność zaworów UPVC i CPVC sprawia, że ​​są one niezbędne w wielu branżach, zwłaszcza tych dotyczących korozyjnych i wrażliwych mediów.

Scenariusze aplikacji:

Przetwarzanie chemiczne: przenoszenie kwasów (siarki, chlorowodor, azotryk), alkaliczne (wodorotlenek sodu), solanki i różne inne agresywne chemikalia.
Oczyszczanie wody: Zastosowane w odwróconej osmozie (RO), dejonizowaniu (DI) i oczyszczalni ścieków do obsługi korozyjnych chemikaliów, takich jak chlor, koagulanty i regulatory pH.
Produkcja i przetwarzanie litu: krytyczne dla obsługi litowych solinów, roztworów i odczynników w procesach ekstrakcji, rafinacji i produkcji baterii, w których rezystancja korozji jest najważniejsza.
Farmaceutyka i biotechnologia: Idealny do zastosowań wymagających dużej czystości i odporności na substancje chemiczne, choć często z wyższymi klasami materiału.
Pulpa i papier: obsługa czynników bielenia i chemikalia procesowego.
Żywność i napoje: Klasy określone mogą być stosowane do przekazywania niektórych kwasów z klasy spożywczej i roztworów czyszczących.
Produkcja półprzewodników: w przypadku ultra-pure wodnych i systemów dostarczania chemicznego.

Przewodnik wyboru:

1. Zidentyfikuj płyn: Określ dokładny skład chemiczny, stężenie, temperaturę i ciśnienie płynu.
2. Zapoznaj się z wykresami odporności chemicznej: Sprawdź kompatybilność UPVC lub CPVC z płynem, zwracając szczególną uwagę na materiały uszczelniające (EPDM, FKM).
3. Określ wymagania przepływu: Czy zawór jest kontroli włączania/wyłączania, dławił, zapobiegał przepływowi wstecznemu lub napędowi przepływowi? To dyktuje typ zaworu.
4. Rozważ oceny ciśnienia i temperatury: Upewnij się, że zawór może wytrzymać maksymalne ciśnienie robocze i temperaturę. Pamiętaj, że oceny ciśnienia spadają wraz ze wzrostem temperatury.
5. Wybierz Połączenia końcowe: Dopasuj połączenia końcowe zaworu do istniejącego systemu rurociągów (gniazdo, gwintowane, kołnierzowe).
6. Oceń czynniki środowiskowe: Rozważ ekspozycję UV, temperaturę otoczenia i potencjalne naprężenie mechaniczne na zaworze.
7. Oceń koszty i wartość życia: Bilans początkowy koszt z oczekiwaną żywotność i wymagania dotyczące konserwacji. Wyższy koszt z góry CPVC może zostać zrekompensowany jego trwałością w wymagających warunkach.

Najlepsze praktyki instalacyjne:

Czystość: Upewnij się, że wszystkie końce rur i połączenia zaworów są czyste i wolne od gruzu przed montażem.
Właściwe wsparcie: Zapewnij odpowiednie wsparcie rur, aby zapobiec obciążeniu zaworu, szczególnie w przypadku większych rozmiarów lub ciężkich komponentów.
Spawanie rozpuszczalników (UPVC/CPVC): Użyj odpowiedniego cementu rozpuszczalnika i startera specjalnie zaprojektowanego do UPVC lub CPVC. Postępuj zgodnie z instrukcjami producenta dotyczące czasów leczenia.
Połączenia gwintowane: Użyj taśmy uszczelniającego gwint lub pasty kompatybilna z płynem i materiałem zaworu. Nie wyprzedzaj.
Połączenia kołnierzowe: Zapewnij odpowiedni wybór uszczelki (np. EPDM, PTFE), a nawet dokręcanie śrub, aby zapobiec wyciekom.
Orientacja zaworu: Zamontować zawory w prawidłowym kierunku przepływu, jak wskazują strzałki na korpusie zaworu, szczególnie w przypadku zaworów kontrolnych.
Unikaj nadmiernego wyznaczania: nadmierny moment obrotowy podczas instalacji może uszkodzić plastikowe ciała zaworów.

Konserwacja:

Regularna kontrola: okresowo sprawdzaj zawory pod kątem oznak wycieków, pękania, przebarwień lub uszkodzeń zewnętrznych.
Wykrywanie wycieków: niezwłocznie rozwiązaj wszelkie drobne wycieki, aby zapobiec eskalacji i utraty materiału.
Funkcjonalność siłownika: Jeśli używane są zautomatyzowane zawory, regularnie sprawdzaj działanie siłowników i upewnij się, że są one odpowiednio smarowane (w razie potrzeby).
Wymiana uszczelnienia: Z czasem uszczelki (O-ringy, przepony) mogą się degradować. Miej pod ręką części zamienne i postępuj zgodnie z wytycznymi producenta do wymiany.
Czyszczenie: W przypadku niektórych zastosowań może być konieczne okresowe czyszczenie, aby zapobiec gromadzeniu się, które może utrudnić operację zaworu. Używaj kompatybilnych środków czyszczących.
Smarowanie (jeśli dotyczy): Niektóre typy zaworów, takie jak zawory kulowe, mogą skorzystać z okazjonalnego smarowania ich łodyg, jeśli stają się sztywne, stosując smary zgodne z materiałem zaworu i płynem procesowym.

Zrozumienie wyraźnych zalet materiałów UPVC i CPVC, wybór odpowiedniego typu zaworu i konstrukcji oraz przestrzeganie najlepszych praktyk instalacji i konserwacji, branże mogą pewnie wdrażać te solidne zawory, aby zapewnić bezpieczne, niezawodne i skuteczne obsługę nawet najbardziej agresywnych chemicznych i litowych płynów.