Quali tipi di valvole in plastica sono le migliori per i sistemi di tubazioni resistenti alla corrosione?

Quattro tipi principali di valvole in plastica e quando utilizzarle

I moderni sistemi di valvole costruiti su tubazioni in plastica si basano su quattro categorie di valvole principali. Ciascun tipo svolge una diversa funzione di controllo del flusso e la scelta di quella sbagliata porta a un'ingegneria eccessiva o a un guasto prematuro.

Le valvole a sfera dominano la scelta generale delle valvole in plastica perché una semplice rotazione di 90° consente di attivare/disattivare il flusso istantaneamente. In posizioni completamente aperte o completamente chiuse, le superfici di tenuta della sfera e della sede sono completamente isolate dal fluido, prevenendo l'erosione e preservando l'integrità della tenuta a lungo termine: un vantaggio strutturale che le valvole a diaframma o a globo non possono eguagliare con lo stesso coefficiente di flusso.

Opzioni materiali: PPH, PPN e PVDF

Il materiale del corpo della valvola determina la compatibilità chimica, la temperatura massima e la pressione nominale. Le serie di valvole in plastica di produttori affermati coprono tipicamente tre famiglie termoplastiche:

Quando si specificano le valvole per un sistema di tubazioni in plastica, abbinare il materiale del corpo valvola al materiale del tubo. La miscelazione di valvole PPH in un circuito di tubi in PVDF, ad esempio, crea un punto debole in cui il soffitto chimico inferiore della valvola limita le prestazioni complessive del sistema.

Metodi di azionamento della valvola a sfera: manuale, elettrico e pneumatico

Le valvole a sfera in plastica in un sistema di valvole sono disponibili in tre configurazioni di attuazione, ciascuna adatta a un diverso contesto operativo:

Valvole a sfera manuali utilizzare una maniglia a leva e una funzione di indicazione della maniglia personalizzata. Costituiscono l'opzione più economica e la scelta giusta per i punti di isolamento o i luoghi utilizzati raramente in cui è sempre presente un operatore. Alcuni produttori offrono l'installazione di un LOGO personalizzato sull'impugnatura: un vantaggio pratico per i sistemi multilinea in cui la rapida identificazione visiva previene gli errori dell'operatore.

Valvole a sfera elettriche sono alimentati da un attuatore elettrico e possono essere integrati in sistemi di controllo PLC o SCADA. Il tempo di risposta è misurato in secondi, rendendoli adatti per sistemi di dosaggio automatizzati e segmenti di tubazioni telecomandati in impianti di semiconduttori o farmaceutici.

Valvole a sfera pneumatiche utilizzare aria compressa per l'azionamento e funzionare a velocità molto elevata: la più veloce delle tre opzioni. Sono disponibili configurazioni a semplice effetto (con ritorno a molla) e a doppio effetto. L'attuazione pneumatica è preferibile nelle installazioni in aree pericolose in cui le scintille elettriche costituiscono un problema e nelle applicazioni che richiedono velocità di ciclo molto elevate, come la miscelazione automatizzata di prodotti chimici nelle tubazioni industriali in plastica.

Come abbinare la pressione nominale al tuo sistema di tubazioni

La valutazione della pressione è il parametro più comunemente sottospecificato quando si selezionano le valvole in plastica. Il seguente quadro copre i passaggi chiave:

Innanzitutto, identificare la pressione operativa massima del sistema (MOP) e aggiungere un fattore di sicurezza. Per i sistemi di valvole termoplastiche, la pratica standard è un fattore di sicurezza 1,5x rispetto al MOP. Una linea che funziona a un servizio continuo di 0,6 MPa deve utilizzare componenti classificati per un minimo di 1,0 MPa.

In secondo luogo, tenere conto del declassamento della temperatura. I materiali termoplastici perdono la capacità di sopportare la pressione all’aumentare della temperatura. Una valvola Beta-PPH nominale a 1,6 MPa a 20°C può essere ridotta a 0,8 MPa a 80°C. Richiedere sempre la curva pressione-temperatura del produttore, non solo il valore PN nominale.

In terzo luogo, verificare la compatibilità dei raccordi all'interno dello stesso sistema di tubazioni in plastica. I raccordi a fusione con presa a 1,0 MPa devono essere accoppiati con valvole di valore uguale o superiore. La miscelazione delle classi di pressione all'interno di un singolo circuito introduce una limitazione di pressione sul componente con la classificazione più bassa, in genere il raccordo, non la valvola stessa.

Tipi di connessione: flangiata o unione

Le valvole in plastica nei prodotti per tubazioni sono disponibili in due formati di connessione terminale primaria, ciascuno con implicazioni di manutenzione distinte:

Valvole a sfera a doppio bocchettone consentire la rimozione del corpo valvola dalla tubazione senza tagliare il tubo. I dadi di raccordo su entrambe le estremità si allentano, la valvola scivola fuori e ne viene inserita una sostitutiva. Questa è la configurazione preferita per le applicazioni che richiedono manutenzione o pulizia periodiche: linee di dosaggio chimico, ad esempio, dove le parti interne della valvola accumulano depositi. Il tempo di inattività per la sostituzione della valvola a bocchettone viene misurato in minuti.

Valvole a sfera flangiate utilizzare una connessione a flangia imbullonata che fornisce una maggiore integrità meccanica a diametri di tubo maggiori (tipicamente DN50 e superiori) e a pressioni più elevate. Sono standard nei segmenti di tubazioni a cui non si accede regolarmente e dove la rigidità del giunto bullone-flangia rappresenta un vantaggio, come tubazioni sotterranee o stazioni di valvole esposte alle vibrazioni. Le connessioni flangiate facilitano inoltre l'allineamento durante l'installazione in sistemi di tubazioni in plastica con tolleranze dimensionali.

Industrie che dipendono dalle serie di valvole in plastica

Il mercato delle valvole in plastica non è generalista. La domanda si concentra nelle industrie di processo in cui la corrosione dei metalli rappresenta un rischio di contaminazione o un fattore di costo di manutenzione. I settori chiave includono:

Produzione di semiconduttori richiede linee di distribuzione di acqua ultrapura e prodotti chimici in cui anche tracce di ioni metallici provenienti da corpi valvola standard possono danneggiare i wafer. Le valvole a sfera e le valvole di ritegno in PVDF rappresentano lo standard specificato perché il PVDF non introduce sostanze estraibili nel flusso del fluido.

Lavorazione chimica coinvolge acidi, alcali e ossidanti che attaccano l'acciaio al carbonio in pochi mesi. Le valvole in plastica Beta-PPH e PVDF eliminano la corrosione come modalità di guasto, riducendo gli arresti non pianificati. Uno stabilimento che sostituisce le valvole a saracinesca in metallo con valvole a sfera in plastica nel circuito di diluizione dell'acido segnala in genere intervalli di manutenzione che vanno da 6 mesi a 3-5 anni.

Trattamento ambientale e delle acque reflue utilizza ampiamente valvole a farfalla e valvole di ritegno in tubazioni in plastica di grande diametro per l'aerazione, il dosaggio di prodotti chimici e lo scarico degli effluenti. La resistenza alla corrosione delle valvole termoplastiche è particolarmente importante in ambienti con acqua salata e clorata dove l'acciaio inossidabile rimane suscettibile alla corrosione per vaiolatura nel tempo.

Produzione farmaceutica e biochimica richiede sistemi di valvole pulibili sul posto (CIP) e sterilizzabili sul posto (SIP). Le valvole in PVDF con sedi rivestite in PTFE soddisfano entrambi i requisiti resistendo ai solventi e ai perossidi utilizzati nei protocolli di pulizia.

Come verificare che una valvola in plastica soddisfi i tuoi requisiti

Prima di specificare una valvola in plastica in una linea di servizio critica, è opportuno completare quattro passaggi di verifica:

Richiedi la scheda tecnica del materiale corpo valvola, sede e guarnizioni. Conferma la compatibilità chimica di ciascun componente con i fluidi di processo, non solo con il materiale del corpo della valvola. Le guarnizioni in EPDM, ad esempio, sono incompatibili con molti fluidi a base di idrocarburi anche quando il corpo in PPH è chimicamente adatto.

Richiedi rapporti di test di terze parti. Produttori credibili nel settore delle valvole in plastica possiedono certificazioni di laboratorio indipendenti che coprono i cicli di pressione, il tasso di perdite e l'invecchiamento UV. Questi rapporti distinguono le valvole costruite secondo gli standard industriali dai prodotti di base di qualità inferiore venduti solo in base al prezzo.

Confermare lo stato di brevetto e progettazione dei componenti chiave. I produttori che detengono brevetti di invenzione sulle strutture di tenuta, anziché semplicemente assemblare componenti importati, offrono una significativa differenziazione delle prestazioni. Il conteggio dei brevetti (ad esempio, 36 brevetti di invenzione insieme a 36 brevetti di modelli di utilità) sono un indicatore della profondità ingegneristica.

Test pilota prima dell'implementazione della linea completa. Per fluidi aggressivi o nuove condizioni di processo, mettere in servizio una singola valvola per 90 giorni prima di impegnarsi a rispettare le specifiche dell'intero sistema elimina il rischio di una mancata corrispondenza tra i dati sulle prestazioni del catalogo e le condizioni reali nel vostro specifico ambiente di tubazioni in plastica.