วาล์วผีเสื้อพีวีซีถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการบำบัดน้ำ การชลประทาน กระบวนการทางเคมี และระบบ HVAC เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ทนต่อการกัดกร่อน และคุ้มค่า อย่างไรก็ตาม เมื่อระบุวาล์วเหล่านี้สำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรม วิศวกรและทีมจัดซื้อมักถามคำถามว่า วาล์วปีกผีเสื้อ PVC สามารถรองรับแรงดันและอุณหภูมิสูงได้หรือไม่ บทความนี้นำเสนอการประเมินทางเทคนิคในทางปฏิบัติของความสามารถของวาล์วปีกผีเสื้อ PVC ข้อจำกัด ตัวเลือกวัสดุและที่นั่ง ข้อควรพิจารณาในการติดตั้งและทดสอบ และคำแนะนำในการเลือกเพื่อช่วยคุณเลือกวาล์วที่เหมาะสมสำหรับระบบของคุณ

คุณสมบัติของวัสดุพีวีซีเกี่ยวข้องกับความดันและอุณหภูมิ

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) เป็นเทอร์โมพลาสติกโพลีเมอร์ที่มีความทนทานต่อสารเคมีที่ดีเยี่ยมต่อกรด เกลือ และด่างหลายชนิด อีกทั้งยังมีต้นทุนที่ต่ำและง่ายต่อการผลิตอีกด้วย ความแข็งแรงและความแข็งทางกลเพียงพอสำหรับการใช้งานที่มีแรงดันปานกลางที่อุณหภูมิแวดล้อม อย่างไรก็ตาม โมดูลัสและความแข็งแรงของผลผลิตของ PVC จะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และวัสดุจะมีความเหนียวมากขึ้นเมื่อเข้าใกล้ช่วงการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วและช่วงอ่อนตัว ดังนั้นตัววัสดุเองจึงกำหนดข้อ จำกัด ชุดแรกเกี่ยวกับความดันและอุณหภูมิที่อนุญาต

พฤติกรรมของวัสดุที่สำคัญ

ที่อุณหภูมิสูง PVC จะได้รับความต้านทานแรงดึงลดลงและเพิ่มการคืบภายใต้การรับน้ำหนักอย่างต่อเนื่อง การสัมผัสกับอุณหภูมิใกล้หรือเหนือพิกัดสูงสุดของท่อ/วาล์วในระยะยาวจะช่วยเร่งการเปลี่ยนแปลงขนาดและอาจนำไปสู่การเสียรูปบริเวณซีลและตัวยึดได้ การสัมผัสรังสียูวีและตัวทำละลายบางชนิดจะทำให้คุณสมบัติทางกลลดลงอีกหากไม่ได้รับการปกป้องอย่างเหมาะสม

พิกัดแรงดันและอุณหภูมิมาตรฐาน

วาล์วปีกผีเสื้อ PVC ที่มีจำหน่ายทั่วไปส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบสำหรับระบบแรงดันต่ำถึงปานกลาง อัตราแรงดันโดยทั่วไป (ที่ 20 °C / 68 °F) มีช่วงตั้งแต่เทียบเท่า PN6 ถึง PN16 (ประมาณ 6–16 บาร์หรือ 90–232 psi) สำหรับสารประกอบ PVC ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมและโครงสร้างวาล์ว อย่างไรก็ตาม ตัวเลขเหล่านี้ขึ้นอยู่กับขนาดวาล์ว การออกแบบแผ่นดิสก์ การเสริมแรง และการทดสอบของผู้ผลิต โดยทั่วไปการให้คะแนนอุณหภูมิจะเป็นแบบอนุรักษ์นิยม: วาล์ว PVC มาตรฐานโดยทั่วไปจะสูงถึง 60 °C (140 °F) สำหรับการใช้งานระยะสั้น โดยแนะนำให้ใช้ขีดจำกัดการบริการต่อเนื่องประมาณ 40–50 องศาเซลเซียส (104–122 °F)

เหตุใดการให้คะแนนจึงแตกต่างกันไป

สูตร PVC ที่แตกต่างกัน (uPVC เทียบกับ CPVC) การออกแบบตัววาล์ว (โครงเสริมความแข็งแรง ผนังหนาขึ้น) และวัสดุบ่าวาล์ว ส่งผลให้แรงดันและอุณหภูมิในการทำงานที่อนุญาตแตกต่างกัน CPVC (คลอรีนพีวีซี) มีความทนทานต่ออุณหภูมิที่สูงกว่า uPVC มาตรฐาน และบางครั้งใช้ที่อุณหภูมิเข้าใกล้ขีดจำกัดด้านบนของบริการ PVC

วัสดุที่นั่งและซีล: ผลที่มีต่อขีดจำกัดอุณหภูมิ

บ่าวาล์วและวัสดุซีลมักจะควบคุมขีดจำกัดอุณหภูมิการทำงานที่แท้จริงมากกว่าตัวเทอร์โมพลาสติก วัสดุเบาะนั่งทั่วไป ได้แก่ EPDM, NBR (Buna-N), FKM (Viton), PTFE (Teflon) และเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ แต่ละชนิดมีช่วงอุณหภูมิที่ยอมรับได้และโปรไฟล์ความเข้ากันได้ทางเคมีที่แตกต่างกัน

• EPDM: เหมาะสำหรับน้ำร้อนและสารเคมีหลายชนิด การบริการต่อเนื่องโดยทั่วไปสูงถึง 120 °C ในระยะเวลาสั้น ๆ แต่โดยทั่วไปจะถูกจำกัดโดยตัวเครื่อง PVC
• NBR (Buna-N): ทนน้ำมันได้ดี โดยทั่วไปความทนทานต่อความร้อนจะต่ำกว่า—ใช้งานได้จริงสูงถึง ~80 °C ขึ้นอยู่กับการสัมผัส
• FKM (Viton): อีลาสโตเมอร์อุณหภูมิสูง มีประโยชน์เมื่อต้องใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้น บ่อยครั้งปัจจัยจำกัดจะกลายเป็นตัวโครง PVC แทนที่จะเป็นเบาะนั่ง
• PTFE: ทนต่อสารเคมีและอุณหภูมิได้ดีเยี่ยม เมื่อรวมกับตัวถัง CPVC ที่นั่ง PTFE จะขยายการใช้งานที่อุณหภูมิสูงขึ้น แต่ต้องตรวจสอบพฤติกรรมการปิดผนึกทางกล

รูปแบบการออกแบบและผลกระทบต่อการจัดการแรงดัน

บัตเตอร์ฟลายวาล์วผลิตขึ้นในรูปแบบเวเฟอร์ ตัวดึง และหน้าแปลนคู่ การเสริมโครงสร้าง วัสดุจาน (PVC โลหะเคลือบ PVC หรือโลหะ) การออกแบบเพลา และการจัดวางตลับลูกปืนมีอิทธิพลต่อความสามารถในการรับแรงกดและอายุการใช้งานที่ยืนยาว

Wafer vs lug vs double-flanged

สไตล์เวเฟอร์ วาล์วผีเสื้อพีวีซี มีน้ำหนักเบาและประหยัด แต่ต้องใช้โบลท์หน้าแปลนที่อยู่รอบๆ ในการยึด และมีความทนทานน้อยกว่าภายใต้แรงกดดันที่แตกต่างกันสูง วาล์วแบบดึงมีส่วนแทรกแบบเกลียวเพื่อให้สามารถแยกส่วนดาวน์สตรีมได้เมื่อคลายสลักที่ด้านหนึ่ง ช่วยเพิ่มความสามารถในการซ่อมบำรุง การออกแบบหน้าแปลนคู่ (หายากใน PVC บริสุทธิ์) หรือวาล์วเสริมความแข็งแรงช่วยเพิ่มเสถียรภาพทางกลและสามารถรับแรงกดที่สูงกว่าเมื่อออกแบบด้วยผนังที่หนาขึ้นหรือส่วนที่เป็นโลหะ

ขีดจำกัดอุณหภูมิและความดันที่ใช้งานได้จริง — สิ่งที่คาดหวัง

ในการใช้งานทางอุตสาหกรรมเชิงปฏิบัติส่วนใหญ่ คาดหวังคำแนะนำแบบอนุรักษ์นิยมต่อไปนี้ เว้นแต่ผู้ผลิตจะระบุเป็นอย่างอื่น:

• อุณหภูมิต่อเนื่องที่ปลอดภัย: 0–40 °C (32–104 °F) สำหรับวาล์ว uPVC มาตรฐานที่ใช้งานต่อเนื่อง
• การสัมผัสในระยะสั้นเป็นระยะๆ: อาจทนได้ถึง 60 °C (140 °F) ขึ้นอยู่กับวัสดุของเบาะนั่งและแรงกด
• ความสามารถด้านแรงดันโดยทั่วไป: สูงถึง PN10–PN16 ในขนาดที่เล็กกว่าที่อุณหภูมิแวดล้อมสำหรับการออกแบบเสริมแรง เส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่ามักจะมีแรงกดดันที่อนุญาตต่ำกว่า

นี่เป็นแนวทางทั่วไป — อ้างอิงถึงกราฟความดัน-อุณหภูมิ (P-T) เฉพาะของผู้ผลิตเสมอ เส้นโค้ง P-T แสดงแรงดันในการทำงานที่อนุญาตเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น และเป็นเอกสารที่สำคัญที่สุดเพียงข้อเดียวในการประเมินความเหมาะสมของวาล์ว

ข้อควรพิจารณาในการติดตั้ง การลดพิกัด และระบบ

แม้ว่าพิกัดที่ระบุของวาล์วจะดูน่าพอใจ แต่การลดพิกัดแบบอนุรักษ์นิยมถือเป็นหลักปฏิบัติทางวิศวกรรมที่ดี อนุญาตให้เกิดแรงดันไฟกระชาก การขยายตัวทางความร้อน และแหล่งความร้อนชั่วคราว พิจารณาข้อควรระวังในการปฏิบัติงานต่อไปนี้:

• ลดแรงดันที่อนุญาตเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นตามกราฟ P-T ของผู้ขาย
• ให้การป้องกันไฟกระชากต้นน้ำหรือแอคชูเอเตอร์ปิดช้าเพื่อลดความเสี่ยงของค้อนน้ำที่อาจเกินแรงกดดันการออกแบบในระยะสั้น
• หลีกเลี่ยงการวางวาล์วให้โดนแสงแดดโดยตรงหรือใกล้แหล่งความร้อน เว้นแต่จะมีแผ่นป้องกันความร้อน สารเพิ่มความคงตัวของรังสียูวีใน PVC ช่วยได้แต่ไม่ได้ทดแทนการลดพิกัดทางกล

การทดสอบ การรับรอง และการตรวจสอบความถูกต้อง

ขอรายงานการทดสอบจากโรงงาน รวมถึงการทดสอบเปลือกและที่นั่งแบบไฮโดรสแตติก การทดสอบความทนทานตามวัฏจักร และใบรับรองวัสดุ มองหาการปฏิบัติตามมาตรฐานที่บังคับใช้สำหรับวาล์วพลาสติก เช่น ISO 9393/ISO 14313 (ที่เกี่ยวข้อง) ข้อควรพิจารณา ANSI/ASME B16.34 สำหรับชิ้นส่วนที่มีแรงดัน และพิกัดเฉพาะของผู้ผลิต การตรวจสอบความถูกต้องภาคสนามและการติดตั้งนำร่องภายใต้สภาวะของของเหลวและอุณหภูมิจริงนั้นแนะนำให้ใช้สำหรับการใช้งานส่วนน้อย

การบำรุงรักษาและการแก้ไขปัญหาในสภาวะที่สูง

ที่อุณหภูมิและความดันสูงขึ้น ให้ตรวจสอบการสึกหรอของเบาะนั่งแบบเร่ง การคลายตัวของเพลา การเสียรูปของการคืบคลาน หรือการรั่วไหลรอบซีล กำหนดตารางการตรวจสอบตามเวลาทำงานและรอบความร้อน เก็บอะไหล่ของชิ้นส่วนที่สึกหรอทั่วไป (เบาะนั่ง โอริง แบริ่งเพลา) และบันทึกการเบี่ยงเบนของแรงบิดก่อนใช้งาน เพื่อเป็นการเตือนล่วงหน้าถึงการเสื่อมสภาพ

คู่มือการเลือกฉบับย่อ

ใช้รายการตรวจสอบที่เป็นประโยชน์ต่อไปนี้เมื่อประเมินว่าวาล์วปีกผีเสื้อ PVC เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีแรงดันสูงหรืออุณหภูมิสูงหรือไม่:

• ดูกราฟ P-T ของผู้ผลิตสำหรับรุ่นและขนาดของวาล์วที่แน่นอน
• ยืนยันความเข้ากันได้ของวัสดุเบาะนั่งกับของเหลวและอุณหภูมิ
• ประเมินแรงดันชั่วคราวและระบุการป้องกันไฟกระชากหากจำเป็น
• พิจารณา CPVC หรือวัสดุทางเลือก (ตัวเครื่องที่เป็นโลหะหรือวาล์วบุ) เมื่ออุณหภูมิเกินช่วงที่ปลอดภัยของ PVC
• วางแผนการลดพิกัดแบบอนุรักษ์นิยมและการตรวจสอบตามกำหนดเวลา

เมื่อใดจึงควรเลือกทางเลือกอื่น

หากการใช้งานของคุณมักพบกับอุณหภูมิสูงกว่า 60–80 °C, แรงดันชั่วครู่สูงบ่อยครั้ง หรือตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนซึ่งท้าทาย PVC ให้พิจารณาทางเลือกอื่น: วาล์วปีกผีเสื้อโลหะที่มีชั้นเคลือบป้องกันการกัดกร่อน วาล์วสแตนเลส หรือพลาสติกประสิทธิภาพสูง เช่น PVDF สำหรับอุณหภูมิที่สูงขึ้นและความทนทานต่อสารเคมี ทางเลือกเหล่านี้มีต้นทุนเริ่มต้นที่สูงกว่า แต่ลดความเสี่ยงและการบำรุงรักษาในบริการที่มีความต้องการสูง

บทสรุป

วาล์วปีกผีเสื้อ PVC เป็นตัวเลือกที่ประหยัดและเชื่อถือได้สำหรับการใช้งานที่มีแรงดันปานกลางและอุณหภูมิแวดล้อมหลายประเภท โดยทั่วไปแล้วไม่ใช่ทางเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการบริการที่อุณหภูมิสูงหรือแรงดันสูงมากอย่างยั่งยืนโดยไม่มีวัสดุพิเศษหรือการปรับเปลี่ยนการออกแบบ ปรึกษาเส้นโค้ง P-T ของผู้ผลิต เลือกวัสดุเบาะนั่งที่เข้ากันได้ ลดผลกระทบจากความร้อน และจัดเตรียมการป้องกันไฟกระชากและระเบียบวิธีในการตรวจสอบ ในกรณีที่หน้าที่ของคุณเป็นเรื่องเล็กน้อย การทดสอบนำร่องหรือการเลือกวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าถือเป็นขั้นตอนที่รอบคอบเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานจะปลอดภัยและยาวนาน