Valvole da laboratorio: guida alla selezione di PPH, PPN e PVDF per sistemi di tubazioni da laboratorio

La linea di risciacquo di un laboratorio di placcatura è un utile punto di partenza. Una valvola a sfera in ottone che girava liberamente al momento della messa in funzione si è irrigidita nel giro di otto mesi, la sede non regge più e la perdita si manifesta come una goccia nel vassoio del pavimento. Il mezzo era acido diluito a circa 60°C e la linea era DN25.

Questa storia si ripete nei laboratori per una ragione semplice: raramente il fallimento riguarda il marchio o la lavorazione. La selezione della valvola segue un ordine fisso. Viene prima la compatibilità chimica del corpo e della guarnizione, poi la temperatura e la pressione effettivamente operativa, infine il collegamento che la linea può effettivamente accettare. Tipo e attuazione vengono per ultimi.

Le gamme in plastica costruite per questi compiti, come i corpi β-PPH, PPN e PVDF con tenute in EPDM, FPM o PTFE nelle classi da 1,0 MPa a 6 MPa, sono progettate per essere specificate in quest'ordine.

Perché le valvole da laboratorio si guastano prima del previsto

Le linee di laboratorio sono più impegnative per le valvole rispetto alle linee di processo delle stesse dimensioni. Il flusso è intermittente, i media cambiano tra una campagna e l'altra, le linee restano chiuse per settimane e i detergenti funzionano a temperature mai menzionate nelle specifiche originali. Cinque modalità di guasto rappresentano la maggior parte dei problemi:

• Materialee del corpo sbagliato: una valvola che sopravvive all'acqua di risciacquo può comunque guastarsi in un reagente concentrato.
• Composto di tenuta errato: l'EPDM si gonfia negli oli e in molti solventi dove è richiesto l'FPM.
• Danni all'installazione: dadi di raccordo eccessivamente serrati e giunti filettati incrociati rompono i corpi in plastica e simulano guasti ai sedili.
• Alta velocità: le linee sottodimensionate corrono a una velocità superiore a 3 m/s, il che erode i sedili, aumenta la caduta di pressione e crea rumore.
• Lunghi periodi di inattività: i mezzi si seccano, cristallizzano o polimerizzano sulla sfera, rigando la sede al primo giro dopo uno spegnimento.

La conseguenza pratica è che durante il servizio di laboratorio la guarnizione e il giunto, non la parete del corpo, di solito determinano la durata di una valvola.

La scelta del materiale stabilisce i limiti: PPH, PPN e PVDF

I corpi in plastica vengono scelti laddove gli ioni metallici non sono accettabili o laddove il fluido corroderebbe una valvola metallica dall'interno. Tre famiglie coprono la maggior parte del lavoro di laboratorio e non sono intercambiabili.

Il β-PPH è un omopolimero di polipropilene nucleato. Si fonde e salda facilmente, resiste bene agli urti ed è adatto ai rifiuti acidi, al drenaggio di prodotti chimici diluiti, al trattamento delle acque e ai collettori più grandi.

PPN è un grado di polipropilene pubblicato nelle classi di tubi da 1,0 MPa e 6 MPa, utile quando i lati di alimentazione e scarico di un sistema si trovano a pressioni molto diverse.

Il PVDF è un fluoropolimero, specifico per le temperature più elevate dell'intervallo, per lavori di elevata purezza come banchi umidi di semiconduttori e linee farmaceutiche e per mezzi aggressivi che attaccano il polipropilene.

La regola che impedisce la maggior parte delle rielaborazioni: il livello di pressione di un sistema è il valore più basso di qualsiasi componente in esso contenuto e i valori diminuiscono all'aumentare della temperatura. Un tubo da 1,6 MPa unito ad una valvola da 1,0 MPa fornisce una linea da 1,0 MPa e il valore pubblicato a 20 °C non è quello che si ottiene a 80 °C.

Tipo di valvola corrispondente al servizio di linea

Il materiale stabilisce i limiti. Il tipo dipende dalla frequenza con cui viene azionata la valvola e dal motivo.

• Valvole a sfera: isolamento a quarto di giro con bassa perdita di carico. Lo schema a doppia unione è il più utile in laboratorio, perché il corpo si svita dalla linea per la pulizia o la sostituzione della sede senza tagliare il tubo. Le versioni flangiate, elettriche e pneumatiche coprono compiti più ampi e automatizzati.
• Valvole a farfalla: diametri maggiori a costi inferiori e scartamento ridotto, comuni su collettori e linee di servizio.
• Valvole di ritegno: protezione contro il flusso inverso, a doppio raccordo o a battente per installazione orizzontale e verticale.
• Valvole a globo: strozzamento e regolazione fine, dove una valvola a sfera si eroderebbe se utilizzata per controllare il flusso.
• Valvole di fondo: adescamento della linea di aspirazione su pompe di pozzetto e di trasferimento.

Per l'isolamento generale su una linea chimica o idrica, una valvola a sfera a doppio raccordo PPH con guarnizione EPDM o FPM copre la più ampia gamma di compiti e rimane riparabile in posizione.

β--PPH Valvola a sfera a doppia unione β--PPH Valvola a sfera elettrica a doppia unione Visualizza il prodotto →

Protezione dal riflusso nel punto in cui si incontrano scarichi e reagenti

Il riflusso danneggia le apparecchiature anziché i pavimenti. Un collettore di scarico condiviso, un serbatoio di neutralizzazione che si riempie sopra l'uscita di scarico o una pompa che si ferma a metà trasferimento aspirerà il liquido nella direzione sbagliata a meno che non sia installata una valvola di ritegno.

Tre regole di posizionamento coprono la maggior parte dei casi: montare la valvola di ritegno immediatamente a valle dello scarico della pompa; utilizzare uno schema oscillante su linee verticali in modo che si chiuda per gravità; e utilizzare una valvola di fondo con un filtro sulle linee di aspirazione in modo che la pompa rimanga adescata.

β--PPH Valvola di ritegno a doppio raccordo Questa valvola è caratterizzata da una struttura semplice e da un elevato rapporto costo-efficacia, con una bassa resistenza al flusso. Viene tipicamente installato nelle tubazioni per controllare il flusso unidirezionale... Visualizza il prodotto →

Guarnizioni, connessioni e percorsi delle perdite

La guarnizione tocca il supporto in ogni giuntura, quindi merita lo stesso esame del corpo.

• EPDM: acqua, acidi e basi diluiti, linee di risciacquo e raffreddamento. Economico e ampiamente utilizzato.
• FPM (FKM): oli, idrocarburi e molti solventi dove l'EPDM si rigonfia.
• EPDM con rivestimento in PTFE: prodotti chimici aggressivi, dove la faccia bagnata è PTFE e il supporto in EPDM mantiene la forza di tenuta.

Le connessioni creano percorsi di perdita propri. I giunti fusi, siano essi hot melt, saldature di testa corte o saldature di testa lunghe, rimuovono completamente gli elastomeri dalla linea e si adattano ai cicli permanenti di prodotti chimici e rifiuti. I giunti flangiati con flange lap joint rivestite in acciaio o adattatori flangiati vengono utilizzati laddove una valvola o uno strumento deve fuoriuscire. Mantenere i giunti filettati sugli attacchi dei piccoli strumenti.

Se la gamma di materiali è nuova per te, è utile rivederla come è costruita una valvola in plastica e dove si trovano le superfici di tenuta prima di confrontare i modelli.

Dimensionamento: velocità, pressione nominale e controllo del flusso

Errori di dimensionamento sulla superficie delle tubazioni del laboratorio come rumore, vibrazione o valvola che non regge, non come un blocco evidente. La velocità è il numero da controllare per primo.

A 2 m3/h, un foro DN15 funziona a circa 3,1 m/s, DN25 a circa 1,1 m/s e DN40 a circa 0,4 m/s. L'alta velocità usura le sedi in plastica, aumenta la caduta di pressione e rende la linea udibilmente rumorosa, mentre la velocità molto bassa in uno scarico orizzontale consente ai solidi di depositarsi. Una banda compresa tra 1 e 1,5 m/s è adatta alla maggior parte delle linee idriche e chimiche continue, ma è consentita una banda maggiore per brevi tratti intermittenti.

Due ulteriori controlli appartengono alla stessa recensione. Confermare che tubi, raccordi e valvole condividano una classe di pressione e applicare il declassamento di temperatura pubblicato per il materiale. Quindi dimensionare l'attuazione per la coppia alla massima pressione di linea invece di scegliere un operatore separatamente. Sulle testate automatizzate più grandi, una valvola a farfalla elettrica fornisce una posizione ripetibile per gli interblocchi del sistema di controllo.

Valvola a farfalla elettrica β--PPH La valvola a farfalla elettrica utilizza l'elettricità come forza motrice, costituita da un attuatore elettrico e una valvola a farfalla. È meno influenzato dalla temperatura, premere... Visualizza il prodotto →

Progettare anche per il drenaggio: montare le valvole con lo stelo in posizione verticale ove possibile, evitare gambe morte più lunghe di qualche diametro e i rifiuti in pendenza scorrono continuamente verso la coppa.

Una lista di controllo pratica per gli appalti

Porta questo elenco alla fase di preventivo e la maggior parte degli errori di specifica emergono prima della consegna.

1. Elenco completo dei mezzi con concentrazione, intervallo di temperatura ed eventuali detergenti intermittenti.
2. Pressione continua e di picco, più la temperatura alla quale si verifica il picco.
3. Classe di pressione di tubo, raccordo e valvola, controllata come sistema anziché articolo per articolo.
4. Sigillare il composto per ogni riga, con il motivo registrato.
5. Tipo di connessione, attrezzatura e accesso disponibili in loco per operazioni di fusione o flangia.
6. Segnale di attuazione e controllo per valvole automatizzate, inclusa la posizione di guasto richiesta.
7. Kit di sedili e guarnizioni di ricambio, oltre a documentazione come rapporti di test di terze parti.

Domande frequenti

Le valvole in plastica e quelle in metallo possono condividere la stessa linea?

Sì, con una transizione adeguata. Utilizzare adattatori flangiati o transizioni filettate, sostenere il lato in plastica in modo indipendente e consentire la diversa dilatazione termica dei due materiali in modo che il corpo in plastica non venga caricato dalle tubazioni metalliche.

Valvola a sfera doppia o flangiata?

Raccordo doppio per linee piccole e medie dove si vuole togliere il corpo senza tagliare il tubo. Flangiato per linee più grandi, maggiore rigidità e dove la valvola si fissa direttamente all'attrezzatura.

È necessaria una valvola di ritegno su uno scarico da laboratorio?

Se lo scarico scarica in un collettore condiviso, in un serbatoio o in una coppa che possa eseguire il backup, sì. Laddove lo scarico è una linea di gravità dedicata a un punto aperto, una valvola di ritegno aggiunge un componente senza eliminare un rischio reale.

Quando vale il costo aggiuntivo per il PVDF?

Quando il servizio richiede il suo limite massimo di temperatura, la sua purezza o la sua resistenza a un solvente specifico. Per l'acido diluito a temperatura ambiente, il β-PPH solitamente svolge il lavoro a un prezzo inferiore.

Le valvole da laboratorio sono componenti semplici a cui viene richiesto di svolgere un'ampia gamma di compiti nello stesso edificio. Stabilire il materiale del corpo e il composto di tenuta dall'elenco dei mezzi, confermare la classe di pressione e il declassamento della temperatura su tutta la linea, scegliere il tipo in base alla frequenza con cui si muove la valvola, quindi dimensionare in base alla velocità.

Se si lavora su una linea specifica di scarico acido, acqua deionizzata, alimentazione di reagenti o collettore di scarico, inviare i dettagli del mezzo, della temperatura, della classe di pressione e della connessione e il nostro team confermerà il materiale del corpo, il composto della guarnizione e le dimensioni della valvola. Puoi contattaci qui con la linea data.