CPVC является термопластичным полимером с коэффициентом линейного термического расширения примерно в 50-100 раз больше, чем типичные металлы, такие как нержавеющая сталь или латунь. Это означает, что на каждом градусе Цельсия повышает температуру, компоненты CPVC удлиняются или расширяются гораздо более значительно. Например, 1-метровая труба CPVC или корпус клапана может расширить почти миллиметр или более при типичном повышении рабочей температуры, что значительно в плотно ограниченных системах трубопровода. Это расширение может вызвать напряжения на суставах, фланцах и в телах клапанов, если не учитывается должным образом во время проектирования и установки. Анизотропный характер термоформованных частей CPVC может вызвать неравномерное расширение из -за ориентации направленной полимерной цепи, что может привести к деформации или размерным изменениям, которые влияют на работу клапана.
Механизм герметизации в CPVC Пластиковый клапан полагается на эластомерные уплотнения или литые сиденья, предназначенные для упругости для упругости и поддержания жидкого обтягивающего барьера под давлением. Поскольку корпус клапана, сиденье и уплотнения изготовлены из материалов с различными коэффициентами термического расширения, изменения температуры приводят к тому, что эти компоненты расширяются или сокращаются с разными скоростями. Если материал уплотнения расширяется меньше, чем корпус CPVC, могут обращаться зазоры, что приводит к утечкам. И наоборот, если уплотнения расширяются чрезмерно, они могут быть извлечены из их канавки или повреждены. Поэтому важно поддерживать постоянную силу сжатия на уплотнении в течение всего цикла температуры. Дизайнеры используют уплотнения, изготовленные из термически стабильных эластомеров, таких как EPDM или витон, которые сохраняют гибкость и сжатие в широких диапазонах температуры, предотвращая утечки, несмотря на несоответствия расширения.
Повторная езда на велосипеде между горячими и холодными температурами вызывает усталостные напряжения в клапанах CPVC. Каждая фаза нагрева вызывает расширение, в то время как охлаждение сжимает материал обратно на его первоначальный размер. Этот циклический штамм может генерировать микро-трещины, сумасшедшие или расслоение, особенно в точках концентрации напряжений, таких как формованные углы, резьбовые соединения или прокладки. Аналогичным образом, уплотнения, подверженные повторному сжатию и релаксации, могут потерять эластичность или развивать постоянный набор, уменьшая их способность уплотнения. Циклическое тепловое напряжение может ослабить крепежные элементы или вызывать медленную деформацию компонентов, требуя периодической проверки и технического обслуживания, чтобы обеспечить постоянную производительность клапана.
Чтобы решить проблемы с тепловым расширением, производители интегрируют несколько стратегий проектирования. Гибкие материалы сиденья, такие как смеси PTFE или эластомерные прокладки с достаточным удлинением, соответствуют размерным изменениям без ущерба для уплотнения. Тела клапана могут включать в себя слоты расширения или функции, подобные сильням, которые поглощают осевые движения. Трехэтажные конструкции клапанов с болтовыми крышками обеспечивают термическое расширение без чрезмерных внутренних напряжений. Упаковка железы и уплотнения стеблей предназначены для поддержания жесткости при разрешении движения стебля, вызванных расширением. Правильное применение крутящего момента во время сборки гарантирует, что крепежные элементы прочно удерживают детали без индукции трещин, одновременно обеспечивая естественное расширение компонентов CPVC.
Эффективное управление термическим расширением начинается с проектирования на уровне системы. График трубопровода включает в себя петли расширения, суставы или компенсаторы для поглощения движений, вызванных изменением температуры. Клапаны устанавливаются с достаточным зазором, чтобы обеспечить бесплатное расширение без привязки к фиксированным опорам или смежным оборудованию. Чрезмерные резьбовые фитинги или неправильно поддерживаемая трубопровода могут ограничивать расширение, вызывая напряжения, которые распространяют в тела клапанов и уплотнения. Для установщиков важно следовать руководящим принципам производителя, использует совместимые смазочные материалы или герметики резьбы и избегать подключения подключений за пределы указанных ограничений, чтобы предотвратить преждевременный сбой. .
