Клапани UPVC та CPVC: кращий контроль потоку на лініях хімічної обробки

Першою ознакою того, що хімічна лінія втрачає контроль, рідко є прорив труби. Це клапан, який усе ще обертається, але більше не закривається, або ручка, для руху якої тепер потрібні дві руки.

На лінії передачі соляної кислоти при 55 °C кульовий кран з вуглецевої сталі може пробитися через кілька місяців, а обробка з нержавіючої сталі 316L починає втрачати геометрію сідла, оскільки хлориди атакують корпус і зону штока. Кожна з цих змін порушує зв’язок між положенням ручки та фактичним потоком. Це робоче визначення втрати контролю потоку.

Корпуси клапанів UPVC (непластифікований полівінілхлорид) і CPVC (хлорований полівінілхлорид) повністю усувають шлях корозії. Обидва є термопластами без механізму електрохімічної корозії, тому корпус, правильно розрахований на рідину, зберігає свій отвір, посадочне місце та робочий крутний момент. Що вони не усувають, так це необхідність узгодити матеріал, температуру, тиск і тип клапана з обов’язком.

Де металеві корпуси клапанів втрачають контроль потоку

Металевий клапан перестає контролювати потік задовго до витоку, тому що корозія змінює сідло, крутний момент штока та ефективний отвір, тоді як корпус залишається структурно недоторканим.

Аустенітні нержавіючі сталі, такі як 316L, залежать від пасивного шару оксиду хрому. Іони хлориду руйнують цей шар локально, викликаючи точкову коррозію, а в діапазоні робочих комбінацій вище приблизно 60 °C — хлоридне розтріскування під напругою та корозію. Класичними випадками є соляна кислота, лінії дозування гіпохлориту та насичений хлоридами розсіл. Зниження не є лінійним: клапан може пройти перевірку на герметичність під час введення в експлуатацію та не витримати статичного напору через вісімнадцять місяців.

Стандартною інженерною відповіддю є більш високий сплав, часто на основі нікелю або титану. Це вирішує проблему корозії та створює три нові: капітальні витрати, кратні альтернативі з термопласту, довгий час виготовлення відливків і гальванічна пара, де корпус із сплаву стикається з трубами з вуглецевої сталі.

Термопластичні тіла змінюють картину трьома способами, які важливі для контролю:

• Відсутність електрохімічної корозії, тому діаметр отвору та геометрія сідла залишаються такими ж, як і заводські.
• Немає гальванічної пари зі сталевим трубопроводом, тому немає прискореної атаки на поверхні фланця.
• Гладкий отвір, як правило, має абсолютну шорсткість близько 0,0015 мм для ПВХ, який протистоїть утворенню накипу та біоплівки, що звужує шлях потоку.

UPVC або CPVC: температурна лінія вирішує

UPVC підходить для безперервної роботи при температурі приблизно до 60 °C, а CPVC підвищує цю межу приблизно до 93 °C при зниженому номінальному тиску.

Обидва матеріали виготовлені на основі ПВХ. CPVC виробляється шляхом постхлорування полівінілхлоридної смоли, яка підвищує вміст хлору приблизно з 57 відсотків за вагою до приблизно 67 відсотків. Додатковий хлор підвищує температуру склування та теплового відхилення, тому корпус із ХПВХ зберігає свою форму та навантаження на посадку за температур, за яких корпус із ПВХ почав би розм’якшуватися та повзати.

Ці два матеріали значною мірою перекривають хімічну стійкість. Розбавлені та помірні концентрації сірчаної, соляної та фосфорної кислот обробляються обома. CPVC розширює прийнятний діапазон при підвищеній температурі та має більший запас проти окисних середовищ, таких як гіпохлорит натрію. Там, де температура процесу залишається нижче 60 °C і бюджетні правила, ПВХ залишається більш економічним матеріалом.

Глибина порівняння має значення на етапі відбору; детальний порівняння матеріалів клапанів UPVC і CPVC варто прочитати, перш ніж специфікація буде заморожена.

Який тип клапана забезпечує потрібний вам контроль

Виберіть тип клапана для роботи: кульові крани для герметичного закриття, поворотні клапани для ізоляції з великим отвором, мембранні клапани для забруднення або дроселювання та зворотні клапани для захисту від зворотного потоку.

Крани кульові: запірні та пропускні

Кульовий кран на чверть оберту забезпечує герметичне закриття з найнижчим перепадом тиску з усіх типів ізоляції, оскільки повний отвір відповідає внутрішньому діаметру труби. Оскільки площа потоку залежить від площі отвору, корпус із повним портом пропускає приблизно вдвічі більший потік, ніж корпус із стандартним портом того самого номінального розміру за однакового перепаду тиску. Ця здатність є перевагою відключення, а не дроселювання: частково відкрита кулька утримує абразивні частинки на ущільнювачі та викликає кавітаційне пошкодження.

Промисловий кульовий кран типу I SCH80/DIN UPVC/CPVC Чвертьобертовий кульовий кран із низьким опором рідини та герметичним ущільненням, доступний у розмірах DN15–DN100 для хімічних трубопроводів, трубопроводів водопідготовки та систем опалення, вентиляції та кондиціонування. Переглянути продукт →

Поворотні затвори: великий отвір, компактна площа

Вище приблизно DN100 дросельний клапан є економічним вибором ізоляції. Диск весь час знаходиться на шляху потоку, тому передбачається постійне падіння тиску, а край диска стає точкою ерозії під час використання гною. Пластини та корпуси вушок економлять простір; приводи передач дають механічну перевагу, якої не може використовувати важіль на 10-дюймовому диску.

Дроссельний клапан із редукторним приводом UPVC/CPVC для великих трубопроводів Дроссельний клапан UPVC/CPVC з редукторним приводом DN160–DN400, підходить для водопідготовки, хімічної обробки та ліній HVAC, де більші запірні клапани потребують надійної герметизації. Переглянути продукт →

Мембранні клапани: механізм залишається сухим

Мембранний клапан переливного типу не дозволяє робочим частинам потрапляти в рідину, що робить його вибором за замовчуванням для суспензій, кристалізаційних розчинів і ліній дозування, які потребують часткового відкриття. Мембрана є зношуваною частиною з визначеним інтервалом заміни, а профіль переливу обмежує пропускну здатність у порівнянні з кульовим краном такого ж розміру.

SCH80/DIN UPVC/CPVC фланцевий мембранний клапан Фланцевий мембранний клапан UPVC/CPVC для корозійних рідин і газів, доступний DN25–DN125 з ручним або пневматичним керуванням і варіантами фланців DIN/ANSI/JIS. Переглянути продукт →

Зворотні клапани: захист решти контуру

Кульовий чек підходить для вертикальних пробігів і низьких ліній, де маховий чек буде стукати; перевірка повороту забезпечує менший перепад тиску на більших горизонтальних лініях. Розмістіть його нижче за течією випуску насоса та перед будь-якою точкою впорскування дозування, щоб зворотний потік не забруднив дозувальну раму.

Зниження рейтингу перетворює рейтинг заголовка на робочий ліміт

Термопластичний клапан з номінальним тиском 150 фунтів на квадратний дюйм при 23 °C може витримувати значно менше половини цього показника при 80 °C, тому діаграма тиску й температури, а не номер у заголовку, визначає реальну робочу межу.

Термопласти повзають під дією тривалого навантаження, і допустима напруга падає зі зростанням температури. ISO 15493 визначає, як компоненти трубопроводів з ПВХ-U, ПВХ-C і ABS знижують температуру в промислових умовах, і виробники публікують діаграми тиску та температури, побудовані на цій логіці. Найбільше значення тиску, надруковане в таблиці даних, дорівнює 23 °C.

Наведені вище фактори є орієнтовними інженерними оцінками для порівняння, а не рейтингом виробника. Додайте надбавку на сплеск на поверхню зниженої цифри: напір відключення насоса плюс перехідний підйом від швидкого закриття клапана є цифрою, проти якої потрібно проектувати, а кульовий кран із електромагнітним приводом, що закривається менше за секунду, створює більший сплеск, ніж метелик із редукторним приводом.

Розміри та деталі інтерфейсу, які вирішують, чи підходить клапан

Клапан, який відповідає номінальному тиску, але не відповідає свердлінню фланця чи розміру торця до лиця, не буде встановлено, тому деталі DIN та ANSI належать до запиту, а не до місця.

Фланці ANSI B16.5 класу 150 і DIN PN10 або PN16 мають спільну кількість болтів для одних розмірів і відрізняються для інших, а коло болта та діаметр отвору рідко точно збігаються. Термопластичні клапани пропонуються просвердленими за будь-якою схемою, тому на кресленні має бути зазначено, за якою. Те саме стосується товщини стінки: кінець клапана ASTM Schedule 80 не збігається з кінцем труби DIN метричної серії, навіть якщо номінальний діаметр збігається.

Для дроселювання робочим правилом є розмір так, щоб нормальний потік падав від 20 до 80 відсотків пропускної здатності клапана, що утримує пробку або діафрагму від обох крайніх кінців її ходу. Для режиму ізоляції визначте швидкість у лінії та перевірте кінцевий перепад тиску при розрахунковій витраті.

Нарешті, лікування суглобів. З’єднання, цементовані розчинником, регулюються стандартом ASTM D2855, а час затвердіння залежить від діаметра труби та температури навколишнього середовища. Для 2-дюймового з’єднання потрібні години, а не хвилини перед випробуванням тиском; перевірка зеленого з’єднання є найпоширенішою причиною плачучого фланця, яку звинувачують у клапані.

Що потрібно перевірити, перш ніж оприлюднити замовлення на закупівлю клапана

Шість документів і реквізитів вирішують, чи проходить замовлення на термопластичний клапан без сюрпризів.

• Діаграма тиску та температури для точного еластомеру корпусу, сидіння та діафрагми.
• Клас комбінованих комірок відповідно до ASTM D1784, наприклад 23447 для хлорованого ПВХ і 12454 для непластифікованого ПВХ, вказаний у сертифікаті.
• Стандартне свердління фланця та розмір торцевої сторони, вказані на кресленні, не маються на увазі.
• Крутний момент приводу вказано з запасом при максимальній робочій температурі, оскільки потреба в крутному моменті зростає, коли ущільнення стають жорсткішими.
• Записи про випробування корпусу та сідла, а також перелік NSF/ANSI 61, де по лінії подається питна або технологічна вода.
• Запасні діафрагми, сидіння та ущільнювальні кільця, визначені матеріалом, із заявленим інтервалом заміни.

Номінальні характеристики клапанів для спеціальних інженерних компонентів у системах з ПВХ та ХПВХ охоплюються ASTM F1970, що є специфікацією, на яку слід посилатися, коли покупцеві потрібна база оцінок за межами сторінки каталогу. ZHEYI Pipeline (Wuhan) Co., Ltd. заявляє про сертифіковане за стандартом ISO 9001 виробництво в двох виробничих центрах і постачає клапани з ПВХ і ХПВХ, свердлені за шаблонами DIN або ANSI для хімічних, літієвих і водоочисних проектів; асортимент продукції виробника перелічує кулі, метелики, діафрагми та контрольні органи з пневматичними та електричними варіантами приводу.

Практики встановлення та запуску, які зберігають контроль

П'ять польових практик зберігають продуктивність потоку, для якої був обраний клапан.

1. Підтримуйте клапан самостійно. Термопластичний корпус не є опорою для труби і деформується під дією непідтримуваних навантажень прольоту.
2. Вирівняйте фланці перед затягуванням, а потім затягніть болти хрестоподібно відповідно до малюнка виробника прокладки. Надмірний крутний момент руйнує поверхню прокладки та деформує корпус.
3. Перед проведенням будь-яких випробувань під тиском з’єднання, зацементовані розчинником, повністю вилікуйте відповідно до стандарту ASTM D2855 і ніколи не використовуйте клапан, щоб тягнути на місце зміщену трубу.
4. Переміщуйте пневматичні та електричні приводи в повному діапазоні при робочій температурі та встановлюйте межі відкриття та закриття на приводі, а не на важелі.
5. Тримайте перед кожною діафрагмою та зворотним клапаном Y-подібний сітчастий фільтр або фільтр-кошик і очищуйте його через фіксований інтервал, а не в разі відмови.

Прямі відповіді на питання, які вирішують замовлення

Чи дають клапани UPVC і CPVC однакову пропускну здатність?

так Для однакового номінального розміру та стилю порту, клапани UPVC і CPVC однакової геометрії мають однаковий отвір і однаковий коефіцієнт витрати. Різниця полягає в температурній здатності та допустимому тиску при цій температурі, а не в продуктивності при 23 °C.

При якій температурі слід перейти від UPVC до CPVC?

Плануйте перемикання при 60 °C. Вище цієї лінії допустимий тиск UPVC різко падає, тоді як CPVC зберігає корисний запас приблизно до 93 °C, за умови, що тиск знижується відповідно до діаграми тиску та температури виробника.

Чи можна використовувати кульовий кран CPVC для дроселювання?

Тільки короткочасно і при низькому перепаді тиску. Частково відкрита куля наражає посадочне місце на прискорене зношування, а під час кавітації — на поверхню кулі. Для безперервного дроселювання використовуйте мембранний клапан або спеціальний регулюючий клапан такого розміру, щоб нормальний потік становив від 20 до 80 відсотків пропускної здатності.

Який стандарт підтримує номінальний тиск клапана CPVC?

ISO 15493 визначає структуру зниження номінальних характеристик для компонентів промислових трубопроводів із ПВХ-С, а ASTM F1970 охоплює спеціальні сконструйовані клапани в системах із ПВХ та ХПВХ. Обов’язковим документом для конкретної покупки залишається діаграма тиску та температури виробника для цієї комбінації корпусу та сидіння.