A PVC pillangószelepeket széles körben használják vízkezelésben, öntözésben, vegyi feldolgozásban és HVAC rendszerekben, mivel könnyűek, korrózióállóak és költséghatékonyak. Azonban amikor ezeket a szelepeket ipari alkalmazásokhoz határozzák meg, a mérnökök és a beszerzési csapatok gyakran felteszik a kérdést: képesek-e a PVC pillangószelepek kezelni a magas nyomást és hőmérsékletet? Ez a cikk gyakorlati, műszaki értékelést ad a PVC pillangószelepek képességeiről, korlátairól, anyag- és ülésopcióiról, a telepítési és tesztelési szempontokról, valamint kiválasztási útmutatást nyújt a rendszeréhez megfelelő szelep kiválasztásához.
A polivinil-klorid (PVC) egy hőre lágyuló polimer, amely kiváló vegyi ellenálló képességgel rendelkezik számos savval, sóval és lúggal szemben, emellett alacsony költséggel és egyszerű előállítással rendelkezik. Mechanikai szilárdsága és merevsége megfelelő a környezeti hőmérsékleten mérsékelt nyomású alkalmazásokhoz. A PVC modulusa és folyáshatára azonban csökken a hőmérséklet emelkedésével, és az anyag rugalmasabbá válik, ahogy közeledik üvegesedési és lágyulási tartományához. Ezért maga az anyag határozza meg a megengedett nyomás és hőmérséklet első határait.
Magasabb hőmérsékleten a PVC csökkent szakítószilárdságot és fokozott kúszást tapasztal tartós terhelés mellett. A cső/szelep maximális névleges értékéhez közeli vagy feletti hőmérsékletnek való hosszú távú expozíció felgyorsítja a méretváltozásokat, és deformációhoz vezethet a tömítések és rögzítők körül. Az UV-sugárzás és bizonyos oldószerek tovább rontják a mechanikai tulajdonságokat, ha nem védik megfelelően.
A legtöbb kereskedelemben kapható PVC pillangószelepet alacsony és közepes nyomású rendszerekhez tervezték. A tipikus nyomásértékek (20 °C-on / 68 °F-on) PN6-tól PN16-ig egyenértékűek (kb. 6–16 bar vagy 90–232 psi) a tervezett PVC-keverékekhez és szelepszerkezetekhez. Ezek az adatok azonban erősen függnek a szelep méretétől, a tárcsa kialakításától, a megerősítéstől és a gyártó tesztelésétől. A hőmérséklet-besorolások általában óvatosak: a szabványos PVC-szelepeket általában 60 °C-ig (140 °F) besorolják rövid távú használatra, az ajánlott folyamatos üzemelési határérték pedig 40-50 °C (104–122 °F).
A különböző PVC-készítmények (uPVC vs. CPVC), a szeleptest-kialakítások (megerősített bordák, vastagabb falak) és az ülésanyagok eltérő megengedett üzemi nyomást és hőmérsékletet eredményeznek. A CPVC (klórozott PVC) magasabb hőmérséklet-tűrést biztosít, mint a szabványos uPVC, és néha ott használják, ahol a hőmérséklet megközelíti a PVC szolgáltatás felső határát.
A szelepülék és a tömítés anyaga gyakran jobban szabályozza a valós üzemi hőmérsékleti határt, mint a hőre lágyuló test. A gyakori ülésanyagok közé tartozik az EPDM, NBR (Buna-N), FKM (Viton), PTFE (teflon) és hőre lágyuló elasztomerek. Mindegyiknek eltérő elfogadható hőmérsékleti tartománya és kémiai kompatibilitási profilja van.
A pillangószelepek ostya, füles és duplakarimás kivitelben készülnek. A szerkezeti megerősítések, a tárcsaanyagok (PVC, PVC-bevonatú fém vagy fém), a tengely kialakítása és a csapágyelrendezések befolyásolják a nyomáskapacitást és a hosszú élettartamot.
Ostya stílusú PVC pillangószelepek könnyűek és gazdaságosak, de rögzítésük a környező karimás csavarokra támaszkodik, és nagy nyomáskülönbség mellett kevésbé robusztusak. A füles típusú szelepek menetes betétekkel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a leválasztást, ha egyik oldalon kicsavarják, javítva a szervizelhetőséget. A kettős karimás kivitelek (ritka a tiszta PVC-ben) vagy a megerősített testű szelepek növelik a mechanikai stabilitást és nagyobb nyomásterhelést is elbírnak vastagabb falakkal vagy fémbetétekkel.
A legtöbb gyakorlati ipari alkalmazásban a következő óvatos útmutatásra kell számítani, hacsak a gyártó másként nem rendelkezik:
Ezek általános irányelvek – mindig hivatkozzon a gyártó-specifikus nyomás-hőmérséklet (P-T) görbékre. A P-T görbék a megengedett üzemi nyomást mutatják a hőmérséklet emelkedésével, és ezek a legfontosabb dokumentumok a szelep alkalmasságának értékelése során.
Még akkor is, ha a szelep névleges értéke kielégítőnek tűnik, a konzervatív leértékelés jó mérnöki gyakorlat. Tegye lehetővé a nyomáslökéseket, a hőtágulást és az átmeneti hőforrásokat. Vegye figyelembe a következő műveleti óvintézkedéseket:
Kérjen gyári vizsgálati jelentéseket, beleértve a hidrosztatikus héj- és ülésvizsgálatokat, a ciklikus tartóssági teszteket és az anyagtanúsítványokat. Keresse meg a műanyag szelepekre vonatkozó vonatkozó szabványoknak való megfelelést, mint például az ISO 9393/ISO 14313 (ahol releváns), az ANSI/ASME B16.34 megfontolások a nyomást tartalmazó alkatrészekre és a gyártóspecifikus minősítések. A helyszíni érvényesítés és a kísérleti telepítés valós folyadék- és hőmérsékleti feltételek mellett javasolt marginális alkalmazásokhoz.
Magasabb hőmérsékleten és nyomáson figyelje meg az ülések felgyorsult kopását, a tengely meglazulását, a kúszás deformációját vagy a tömítések körüli szivárgásokat. Készítsen ellenőrzési ütemtervet az üzemórák és a hőciklusok alapján. Tartsa meg a szokásos kopóelemek (ülések, O-gyűrűk, tengelycsapágyak) tartalékait, és dokumentálja a nyomaték esetleges eltolódását a működéshez szükséges károsodás korai figyelmeztetéseként.
Használja a következő gyakorlati ellenőrzőlistát, amikor értékeli, hogy a PVC pillangószelep alkalmas-e nagynyomású vagy magas hőmérsékletű alkalmazásra:
| Szelep/anyag | Tipikus max. folyamatos hőm | Tipikus maximális nyomás (kis méretek) | Legjobb használati eset |
| uPVC pillangó | 40–50 °C | PN6–PN10 (6–10 bar) | Hideg víz, vegyszerek környezeti hőmérsékleten |
| CPVC pillangó | 60-90 °C | PN6–PN16 (változó) | Melegvíz, emelt hőmérsékletű vegyszerszolgáltatás |
| PVC test PTFE ülés | Testtől függ; üléstűrő | A karosszéria kialakításától függően | Agresszív vegyszerek, ahol az ülés hőmérséklete számít |
Ha az alkalmazás rendszeresen 60–80 °C feletti hőmérsékletet, gyakori nagynyomású tranzienseket vagy agresszív közegeket tapasztal, amelyek kihívást jelentenek a PVC-nek, fontolja meg az alternatívákat: korrózióálló béléssel ellátott fém pillangószelepeket, rozsdamentes acél szelepeket vagy olyan nagy teljesítményű műanyagokat, mint a PVDF a magasabb hőmérséklet- és vegyszertűrés érdekében. Ezek az alternatívák magasabb kezdeti költséggel járnak, de csökkentik a kockázatot és a karbantartást az igényes szolgáltatás során.
A PVC pillangószelepek megbízható, gazdaságos választást jelentenek számos közepes nyomású és környezeti hőmérsékletű alkalmazáshoz. Jellemzően nem a legjobb választás a tartós magas hőmérsékletű vagy nagyon nagy nyomású szolgáltatásokhoz speciális anyagok vagy tervezési módosítások nélkül. Mindig vegye figyelembe a gyártó P-T görbéit, válasszon kompatibilis ülésanyagokat, csökkentse a hőhatásokat, és biztosítson túlfeszültség-védelmet és ellenőrzési protokollokat. Ahol az Ön feladata elhanyagolható, a kísérleti tesztek vagy a nagyobb teljesítményű anyagok kiválasztása körültekintő lépések a biztonságos, hosszú távú működés érdekében.