Lai ganplastmasas vārstidažreiz tiek uzskatīti par īpašu produktu — pirmo izvēli cilvēkiem, kas ražo vai projektē plastmasas cauruļvadu izstrādājumus rūpnieciskām sistēmām vai kuriem ir nepieciešams īpaši tīrs aprīkojums —, ir īsi sakot, pieņemot, ka šiem vārstiem nav daudz vispārīgu pielietojumu — redze. Patiesībā mūsdienu plastmasas vārstiem ir plašs pielietojumu klāsts, jo materiālu veidi turpina paplašināties, un labi dizaineri, kuriem nepieciešami šie materiāli, nozīmē, ka ir arvien vairāk veidu, kā izmantot šos daudzfunkcionālos instrumentus.

PLASTMASAS ĪPAŠĪBAS

Termoplastisko vārstu priekšrocības ir plašas — izturība pret koroziju, ķīmiskām vielām un nodilumu; gludas iekšējās sienas; viegls svars; vienkārša uzstādīšana; ilgs kalpošanas laiks; un zemākas dzīves cikla izmaksas. Šīs priekšrocības ir veicinājušas plastmasas vārstu plašu pieņemšanu komerciālos un rūpnieciskos lietojumos, piemēram, ūdens sadalē, notekūdeņu attīrīšanā, metāla un ķīmiskajā pārstrādē, pārtikas un farmācijas nozarē, elektrostacijās, naftas pārstrādes rūpnīcās un citās nozarēs. Plastmasas vārstus var ražot no dažādiem materiāliem, ko izmanto dažādās konfigurācijās. Visizplatītākie termoplastiskie vārsti ir izgatavoti no polivinilhlorīda (PVC), hlorēta polivinilhlorīda (CPVC), polipropilēna (PP) un polivinilidēnfluorīda (PVDF). PVC un CPVC vārsti parasti tiek savienoti ar cauruļvadu sistēmām, izmantojot šķīdinātāja cementēšanas uzmavas galus vai vītņotus un atlokus galus; savukārt PP un PVDF vārstiem ir nepieciešams savienot cauruļvadu sistēmas komponentus, izmantojot termiskās, mucas vai elektrokausēšanas tehnoloģijas.

Termoplastiskie vārsti ir lieliski piemēroti korozīvai videi, taču tie ir tikpat noderīgi vispārējā ūdensapgādē, jo tie nesatur svinu1, ir izturīgi pret decinkāciju un nerūsē. PVC un CPVC cauruļvadu sistēmas un vārsti ir jāpārbauda un jāsertificē atbilstoši NSF [Nacionālā sanitārijas fonda] standartam 61 attiecībā uz ietekmi uz veselību, tostarp attiecībā uz zemo svina saturu G pielikumā. Pareiza materiāla izvēli korozīviem šķidrumiem var veikt, iepazīstoties ar ražotāja ķīmiskās izturības rokasgrāmatu un izprotot temperatūras ietekmi uz plastmasas materiālu izturību.

Lai gan polipropilēnam ir puse no PVC un CPVC stiprības, tam ir vispusīgākā ķīmiskā izturība, jo nav zināmu šķīdinātāju. PP labi darbojas koncentrētās etiķskābēs un hidroksīdos, un tas ir piemērots arī maigākiem vairuma skābju, sārmu, sāļu un daudzu organisko ķīmisko vielu šķīdumiem.

PP ir pieejams kā pigmentēts vai nepigmentēts (dabīgs) materiāls. Dabisko PP stipri bojā ultravioletais (UV) starojums, bet savienojumi, kas satur vairāk nekā 2,5% kvēpu pigmentācijas, ir pietiekami UV stabilizēti.

PVDF cauruļvadu sistēmas tiek izmantotas dažādos rūpnieciskos pielietojumos, sākot no farmācijas līdz ieguves rūpniecībai, pateicoties PVDF izturībai, darba temperatūrai un ķīmiskajai izturībai pret sāļiem, stiprām skābēm, atšķaidītām bāzēm un daudziem organiskajiem šķīdinātājiem. Atšķirībā no PP, PVDF nebojājas saules gaismā; tomēr plastmasa ir caurspīdīga saules gaismai un var pakļaut šķidrumu UV starojumam. Lai gan dabīgs, nepigmentēts PVDF sastāvs ir lieliski piemērots augstas tīrības pakāpes iekštelpu lietojumiem, pievienojot pigmentu, piemēram, pārtikas kvalitātes sarkano, tiktu nodrošināta saules gaismas iedarbība, negatīvi neietekmējot šķidruma vidi.

Plastmasas sistēmām ir projektēšanas izaicinājumi, piemēram, jutība pret temperatūru un termisko izplešanos un saraušanos, taču inženieri var un ir projektējuši ilgstošas, rentablas cauruļvadu sistēmas vispārējai un korozīvai videi. Galvenais projektēšanas apsvērums ir tas, ka plastmasas termiskās izplešanās koeficients ir lielāks nekā metālam — piemēram, termoplastiskajam materiālam tas ir piecas līdz sešas reizes lielāks nekā tēraudam.

Projektējot cauruļvadu sistēmas un ņemot vērā ietekmi uz vārstu novietojumu un vārstu balstiem, svarīgs termoplastu apsvērums ir termiskā pagarināšanās. Spriegumus un spēkus, kas rodas termiskās izplešanās un saraušanās rezultātā, var samazināt vai novērst, nodrošinot cauruļvadu sistēmu elastību, bieži mainot virzienu vai ieviešot izplešanās cilpas. Nodrošinot šo elastību visā cauruļvadu sistēmā, plastmasas vārstam nebūs jāuzņem tik liela slodze (1. attēls).

Tā kā termoplasti ir jutīgi pret temperatūru, vārsta spiediena vērtējums samazinās, temperatūrai paaugstinoties. Dažādiem plastmasas materiāliem ir atbilstoša spiediena samazināšanās, paaugstinoties temperatūrai. Šķidruma temperatūra var nebūt vienīgais siltuma avots, kas var ietekmēt plastmasas vārstu spiediena vērtējumu — projektēšanas procesā jāņem vērā arī maksimālā ārējā temperatūra. Dažos gadījumos, ja cauruļvadu ārējā temperatūra netiek ņemta vērā, tas var izraisīt pārmērīgu noslīdējumu cauruļu balstu trūkuma dēļ. PVC maksimālā darba temperatūra ir 140°F; CPVC maksimālā temperatūra ir 220°F; PP maksimālā temperatūra ir 180°F; un PVDF vārsti var uzturēt spiedienu līdz 280°F (2. attēls).

Temperatūras skalas otrā galā lielākā daļa plastmasas cauruļvadu sistēmu darbojas diezgan labi temperatūrā zem sasalšanas punkta. Faktiski termoplastisko cauruļu stiepes izturība palielinās, pazeminoties temperatūrai. Tomēr vairuma plastmasu triecienizturība samazinās, pazeminoties temperatūrai, un skartajos cauruļvadu materiālos parādās trauslums. Kamēr vien vārsti un blakus esošā cauruļvadu sistēma netiek traucēta, tos neapdraud sitieni vai priekšmetu atsitieni, un cauruļvadi netiek nomesti apstrādes laikā, negatīvā ietekme uz plastmasas caurulēm tiek samazināta līdz minimumam.

TERMOPLASTISKO VĀRSU VEIDI

Lodveida vārsti,pretvārsti,tauriņvārstiUn diafragmas vārsti ir pieejami katrā no dažādajiem termoplastiskajiem materiāliem 80. klases spiediena cauruļvadu sistēmām, kā arī ir pieejamas daudzas apdares iespējas un piederumi. Standarta lodveida vārsts visbiežāk ir īsts savienojuma vārsts, lai atvieglotu vārsta korpusa noņemšanu apkopei, nepārtraucot savienojošo cauruļvadu darbību. Termoplastiskie pretvārsti ir pieejami kā lodveida, šūpoles, Y veida un konusa pretvārsti. Tauriņvārsti viegli savienojas ar metāla atlokiem, jo ​​tie atbilst ANSI 150. klases skrūvju caurumiem, skrūvju apļiem un kopējiem izmēriem. Termoplastisko detaļu gludais iekšējais diametrs tikai palielina diafragmas vārstu precīzu vadību.

Vairāki ASV un ārvalstu uzņēmumi ražo PVC un CPVC lodveida vārstus izmēros no 1/2 collām līdz 6 collām ar ligzdas, vītņotiem vai atloka savienojumiem. Mūsdienu lodveida vārstu īstā savienojuma konstrukcija ietver divus uzgriežņus, kas pieskrūvējas korpusam, saspiežot elastomēra blīves starp korpusu un gala savienotājiem. Daži ražotāji gadu desmitiem ir saglabājuši vienādu lodveida vārsta novietošanas garumu un uzgriežņu vītni, lai vecākus vārstus varētu viegli nomainīt, nemainot blakus esošo cauruļvadu.

Lodveida vārstiem ar etilēna propilēna diēna monomēra (EPDM) elastomēru blīvējumiem jābūt sertificētiem atbilstoši NSF-61G standartam lietošanai dzeramajā ūdenī. Fluorogļūdeņraža (FKM) elastomēru blīves var izmantot kā alternatīvu sistēmās, kurās ir svarīga ķīmiskā saderība. FKM var izmantot arī lielākajā daļā pielietojumu, kas ietver minerālskābes, izņemot ūdeņraža hlorīdu, sāls šķīdumus, hlorētus ogļūdeņražus un naftas eļļas.

3. attēls. Tvertnei piestiprināts atloka lodveida vārsts4. attēls. Vertikāli uzstādīts lodveida pretvārstsPVC un CPVC lodveida vārsti, no 1/2 collām līdz 2 collām, ir dzīvotspējīga iespēja karstā un aukstā ūdens lietojumprogrammām, kur maksimālais ūdens spiediens bez trieciena var sasniegt 250 psi pie 73°F. Lielākiem lodveida vārstiem, no 2-1/2 collām līdz 6 collām, būs zemāks spiediena vērtējums - 150 psi pie 73°F. Parasti ķīmisko vielu transportēšanā izmantotie PP un PVDF lodveida vārsti (3. un 4. attēls), kas pieejami izmēros no 1/2 collām līdz 4 collām ar ligzdas, vītņotiem vai atloka savienojumiem, parasti ir paredzēti maksimālajam ūdens spiedienam bez trieciena 150 psi apkārtējās vides temperatūrā.

Termoplastiskie lodveida pretvārsti balstās uz lodīti, kuras īpatnējais svars ir mazāks nekā ūdenim, tāpēc, ja spiediens zūd augšpus plūsmas, lodīte nogrims atpakaļ pret blīvējuma virsmu. Šos vārstus var izmantot tādā pašā veidā kā līdzīgus plastmasas lodveida vārstus, jo tie sistēmā neievieš jaunus materiālus. Cita veida pretvārsti var ietvert metāla atsperes, kas var neizturēt korozīvā vidē.

5. attēls. Tauriņvārsts ar elastomēra oderiPlastmasas tauriņvārsts ar izmēriem no 2 collām līdz 24 collām ir populārs lielāka diametra cauruļvadu sistēmās. Plastmasas tauriņvārstu ražotāji izmanto dažādas pieejas konstrukcijai un blīvēšanas virsmām. Daži izmanto elastomēra oderi (5. attēls) vai O veida gredzenu, bet citi izmanto ar elastomēru pārklātu disku. Daži izgatavo korpusu no viena materiāla, bet iekšējās, samitrinātās sastāvdaļas kalpo kā sistēmas materiāli, kas nozīmē, ka polipropilēna tauriņvārsta korpuss var saturēt EPDM oderi un PVC disku vai vairākas citas konfigurācijas ar bieži sastopamiem termoplastiem un elastomēra blīvējumiem.

Plastmasas tauriņvārsta uzstādīšana ir vienkārša, jo šie vārsti ir izgatavoti kā plāksnīšu tipa vārsti ar korpusā iestrādātiem elastomēra blīvējumiem. Tiem nav nepieciešama blīve. Plastmasas tauriņvārsts, kas atrodas starp diviem savienojošiem atlokiem, jāpieskrūvē uzmanīgi, trīs posmos palielinot ieteicamo skrūvju griezes momentu. Tas tiek darīts, lai nodrošinātu vienmērīgu blīvējumu visā virsmā un lai uz vārstu netiktu iedarbināts nevienmērīgs mehāniskais spriegums.

6. attēls. Diafragmas vārstsMetāla vārstu speciālistiem plastmasas diafragmas vārstu ar riteni un pozīcijas indikatoriem labākie modeļi būs pazīstami (6. attēls); tomēr plastmasas diafragmas vārstam var būt dažas atšķirīgas priekšrocības, tostarp termoplastiskā korpusa gludās iekšējās sienas. Līdzīgi kā plastmasas lodveida vārstam, šo vārstu lietotājiem ir iespēja uzstādīt īstu savienojuma konstrukciju, kas var būt īpaši noderīga vārsta apkopes darbos. Vai arī lietotājs var izvēlēties atloka savienojumus. Pateicoties visām korpusa un diafragmas materiālu iespējām, šo vārstu var izmantot dažādos ķīmiskajos pielietojumos.

Tāpat kā ar jebkuru vārstu, plastmasas vārstu aktivizēšanas atslēga ir ekspluatācijas prasību noteikšana, piemēram, pneimatiskā vai elektriskā, kā arī līdzstrāvas vai maiņstrāvas. Taču plastmasas gadījumā projektētājam un lietotājam ir arī jāsaprot, kāda veida vide ieskauj izpildmehānismu. Kā jau minēts iepriekš, plastmasas vārsti ir lieliska iespēja korozīvām situācijām, tostarp ārēji korozīvām vidēm. Tāpēc svarīgs apsvērums ir plastmasas vārstu izpildmehānismu korpusa materiāls. Plastmasas vārstu ražotājiem ir iespējas apmierināt šo korozīvo vidi, izmantojot ar plastmasu pārklātus izpildmehānismus vai ar epoksīdu pārklātus metāla korpusus.

Kā redzams šajā rakstā, plastmasas vārsti mūsdienās piedāvā visdažādākās iespējas jauniem pielietojumiem un situācijām.