Соединительный шаровой клапан из ХПВХ: как правильно определить характеристики, размер и установить его для промышленного использования

Промышленные трубопроводы / Материалы / ХПВХ

Соединительный шаровой кран из ХПВХ: как правильно подобрать характеристики, размер и установить

Конструкция корпуса, снижение давления и температуры, а также особенности монтажа, обеспечивающие отсутствие утечек в линиях коррозионно-активных химикатов.

Перегрузочный узел линии 7 за одиннадцать месяцев прошел через два шаровых крана из нержавеющей стали. Каждая поломка выглядела одинаково: хлоридное коррозионное растрескивание, начинающееся от уплотнения штока и проходящее через стенку корпуса. Когда руководитель технического обслуживания, наконец, попросил альтернативу из термопластика, шаровой кран из ХПВХ, который пришел следующим, простоял нетронутым в течение трех лет — та же концентрация кислоты, те же колебания температуры, та же запорная способность.

Этот один абзац представляет собой практический пример использования этого клапана. Если вы перекачиваете соляную кислоту, хлорид железа, щелочные растворы или соленую техническую воду в диапазоне от DN15 до DN100, шаровой кран с резьбовым соединением из ХПВХ обычно является наиболее подходящим вариантом — при условии, что конструкция корпуса, торцевые соединения и номинальные характеристики давления и температуры соответствуют реальным условиям эксплуатации. В последующих разделах рассказывается о том, что следует проверять и где установщики обычно сводят на нет преимущества клапана.

Анатомия шарового крана из ХПВХ

Шаровой кран из ХПВХ представляет собой простой механизм: литой корпус из хлорированного ПВХ, полый шар с полным проходом, упругие седла, шток и ручка. Что делает его соединительным клапаном, так это архитектура корпуса: один или оба конца представляют собой отдельные компоненты, которые соединяются резьбой или болтами, поэтому клапан можно открывать, проверять и поднимать из жестко установленного трубопровода, не разрезая трубу.

В каталогах доминируют три модели. Клапан с одним штуцером имеет один съемный конец; он подходит для линий, где одна сторона фиксирована, а другая может двигаться. У клапана с двойным соединением оба конца являются съемными, поэтому для ремонта седла или штока можно снять весь корпус. Когда требуются фланцевые соединения, конструкция с двойным соединением обычно комбинируется с фланцами, в результате чего клапан выпадает из фланцевого узла, не нарушая ни одну из сторон трубопровода установки.

Для людей, которые обслуживают систему дозирования химикатов, такой доступ не является удобством; это разница между десятиминутной заменой сиденья и полной остановкой линии.

Почему ХПВХ завоевывает свое место на химических линиях

ХПВХ — хлорированный поливинилхлорид — изначально представляет собой смолу ПВХ, а затем подвергается хлорированию, что повышает потолок полезной температуры полимера. Там, где температура непластифицированного ПВХ обычно ограничивается примерно 60 °С, ХПВХ допускает эксплуатацию в диапазоне 80–93 °C в зависимости от марки и давления. Это различие делает его одним из наиболее экономичных вариантов термопласта для линий горячей кислоты, гальванических ванн и систем подачи химикатов.

Его химическая стойкость широка, но не универсальна. ХПВХ хорошо выдерживает воздействие минеральных кислот, щелочей, солевых растворов и многих промышленных химикатов; поэтому он появляется на химических заводах, в очистных сооружениях и при отделке металлов. Когда вы сравниваете полимеры для конкретного коррозионного потока, более длительная логика выбора материала для коррозийных и абразивных условий стоит прочитать, прежде чем совершать.

Три пункта технических характеристик, которые упускают большинство покупателей

Три детали определяют, является ли шаровой кран из ХПВХ надежной покупкой или предметом периодического обслуживания.

1. Геометрия торцевого соединения

Раструбные концы подходят для труб, склеенных растворителем; резьбовые концы подходят для небольших размеров и простоты обслуживания; фланцевые концы предназначены для больших отверстий и частого демонтажа. Во всех трех часто предлагается одна и та же модель, и выбор меняет трудозатраты на установку и будущий доступ. Внимательно прочтите строку каталога: «Клапан с двойным соединением, фланцевые соединения, Ду15–Ду100» — это не то же самое, что «Клапан с раструбным соединением и накидной гайкой».

2. Диапазон давления и температуры.

Производители указывают класс номинального давления — обычно PN10 или PN16 — измеренный при 20 °С. Поскольку ХПВХ теряет прочность при повышении температуры, допустимое рабочее давление падает по кривой снижения характеристик; клапан, рассчитанный на PN16 при 20 °C, может быть ограничен примерно до трети этого значения при 90 °С. Перед заказом сравните конверт с вашей рабочей температурой.

3. Материалы седла и штока.

В большинстве шаровых кранов из ХПВХ используются седла из ПТФЭ с уплотнительным кольцом из EPDM или FKM на штоке. ПТФЭ обеспечивает низкое трение и широкую химическую совместимость; EPDM подходит для воды и мягких химикатов; FKM устойчив к маслам и кислотам при более высоких температурах, но подвергается воздействию некоторых кетонов. Спросите, какой комплект седла и уплотнений установлен, и подтвердите наличие запасных частей.

Привычки при установке, определяющие выбор между отсутствием утечек и сроком службы шесть месяцев

Большинство преждевременных отказов в установках клапанов из ХПВХ не связаны с неисправностями материалов; это привычки стальных труб, перенесенные в термопластическую систему. Большинство из них вызваны тремя привычками.

Поддерживайте клапан, а не трубу.

— повторяется в каждом руководстве по установке термопластика и почти так же часто игнорируется.

Во-первых, тепловое расширение. ХПВХ расширяется примерно в пять раз больше, чем сталь, при том же изменении температуры; трехметровый пробег, нагретый от 20°С до 60°С, вырастает примерно на восемь миллиметров. Если трубопровод закреплен слишком жестко, корпус клапана поглощает нагрузку, и уплотнение седла или штока начинает плакать. Это механизм, с помощью которого термоциклирование может сломать практически любое уплотнение , и это наиболее часто игнорируемый пункт в руководствах по установке ХПВХ. Обеспечьте направляемые опоры, петли расширения или смещения на этапе проектирования.

Во-вторых, крутящая дисциплина. Пластиковая резьба и накидные гайки легко снимаются; Для резьбовых соединений обычно достаточно плотного поворота плюс четверть оборота, а фланцевые болты следует затягивать крест-накрест, небольшими шагами, с помощью ручных инструментов. Электроинструменты без контроля крутящего момента — самый быстрый способ взломать фланец.

В-третьих, расшивка. Концы муфт склеиваются растворителем; на резьбовые концы используйте ленту из ПТФЭ или одобренную пасту. Никогда не используйте резьбовой герметик для раструбного соединения и никогда не затягивайте накидную гайку слишком сильно — герметизирует соединение, а не мышцы.

Краткий контрольный список ввода в эксплуатацию:

1. Во время испытания гидростатическим давлением держите клапан полностью открытым.
2. Проверьте расстояние между опорами на горизонтальных и вертикальных прогонах.
3. Установите гибкий соединитель на нагнетании насоса, чтобы изолировать вибрацию.
4. Убедитесь, что петля теплового расширения имеет пространство для перемещения.
5. Испытание на герметичность при рабочей температуре, а не при 20 °C.

Если выбранный вами клапан не имеет соединительного конца (а в некоторых цельных моделях его нет), тот же доступ для обслуживания можно воссоздать, установив соединительный фитинг из ХПВХ непосредственно рядом с клапаном.

Где шаровой кран из ХПВХ является или не является ответом

Выбирайте его, когда постоянная температура остается ниже 90 °C, среда совместима с хлорированным ПВХ, а размер трубопровода соответствует диапазону шаровых кранов производителя — обычно от DN15 до DN100 для типов штуцеров. Если требуется дистанционное или автоматическое управление, на один и тот же клапан можно установить пневматический или электрический привод без замены частей, контактирующих с измеряемой средой.

Отступите, когда химия неверна. Горячая концентрированная серная кислота, дымящая азотная кислота, кетоны, хлорированные растворители и сложные эфиры разрушают ХПВХ; размягчение или набухание приводит к внезапному выходу из строя, а не к медленной утечке. Для этих целей обычными термопластичными ответами являются PVDF или PPH или металлический клапан с футеровкой.

Что должен показать вам серьезный поставщик

Клапан представляет собой простую машину; дисциплина вокруг него определяет надежность. Серьезный производитель без колебаний предоставит пять документов:

1. Сертификат материала на используемый компаунд ХПВХ.
2. Отчет о гидростатических испытаниях корпуса производственной партии.
3. Результаты испытаний седла на герметичность при номинальном давлении.
4. Кривая снижения характеристик давления и температуры для конкретной модели.
5. Данные проверки размеров торцевых соединений.

Если один и тот же поставщик также производит трубы и фитинги из одного и того же семейства материалов, совместимость соединений — размеры раструбов, толщина стенок, термические характеристики — будет на одну переменную меньше в вашей системе. Одним из примеров является компания Kaixin Pipeline Technologies: производитель, производящий семейства ХПВХ, УПВХ, ПВДФ, ППГ и FRPP с 1999 года, имеющий собственный научно-исследовательский центр полимерных трубопроводов и клапанов, а также модели шаровых кранов, включающие цельные, раструбные и фланцевые конструкции с двойным соединением в диапазоне DN15–DN100.

Неисправности, которые повторяются на химических заводах, редко вызваны материалом клапана. Они вызваны полуопределенным порядком: правильная конструкция корпуса с неправильным торцевым соединением, правильное номинальное давление при 20 °C с неправильной рабочей температурой, правильный клапан, установленный как стальной клапан. Каждую из этих ошибок можно предотвратить, если сверить спецификацию с реальным сервисом.

Шаровой кран из ХПВХ не решит всех проблем с коррозией. Но при работе с горячей кислотой, гальванотехнике и очистке сточных вод это тихое, недорогое и тщательно проверенное решение. Укажите форму корпуса для доступа, проверьте кривую снижения характеристик для температуры, поддержите трубопроводы, и клапан останется наименее интересным — и, следовательно, самым надежным — компонентом в линии.