Лабораторные клапаны: руководство по выбору PPH, PPN и PVDF для лабораторных трубопроводных систем

Линия промывки в лаборатории гальванического покрытия является полезной отправной точкой. Латунный шаровой кран, свободно вращавшийся при вводе в эксплуатацию, через восемь месяцев затвердевает, седло больше не держится, а утечка проявляется в виде капель в поддоне пола. Среда представляла собой разбавленную кислоту при температуре примерно 60°C и линия Ду25.

Эта история повторяется в лабораториях по простой причине: неудача редко связана с брендом или качеством изготовления. Выбор клапана следует фиксированному порядку. На первом месте стоит химическая совместимость корпуса и уплотнения, затем температура и давление реальной эксплуатации, а затем соединение, которое линия действительно может принять. Тип и действие идут последними.

Пластиковые линейки, предназначенные для этих целей, такие как корпуса из β-PPH, ППН и ПВДФ с уплотнениями с поверхностью из ЭПДМ, ФПМ или ПТФЭ в классах от 1,0 до 6 МПа, указываются в указанном порядке.

Почему лабораторные клапаны выходят из строя раньше, чем ожидалось

Лабораторные линии требуют более жестких условий эксплуатации клапанов, чем технологические линии того же размера. Поток прерывистый, средства массовой информации меняются между кампаниями, линии остаются закрытыми неделями, а чистящие средства работают при температурах, о которых в исходной спецификации никогда не упоминалось. Пять режимов отказа являются причиной большей части проблем:

• Неправильный материал корпуса: клапан, выдерживающий промывку водой, все равно может выйти из строя в концентрированном реагенте.
• Неправильный состав уплотнения: EPDM набухает в маслах и многих растворителях, где требуется FPM.
• Повреждения при установке: чрезмерно затянутые накидные гайки и соединения с поперечной резьбой трескают пластиковый корпус и имитируют поломку седла.
• Высокая скорость: линии недостаточного размера проходят со скоростью более 3 м/с, что разрушает седла, увеличивает падение давления и создает шум.
• Длительные периоды простоя: среда высыхает, кристаллизуется или полимеризуется на шаре, что приводит к задирам седла при первом обороте после остановки.

Практическим следствием является то, что при лабораторном обслуживании обычно решают, как долго прослужит клапан, уплотнение и соединение, а не стенка корпуса.

Выбор материала устанавливает ограничения: PPH, PPN и PVDF

Пластиковые корпуса выбираются там, где ионы металлов недопустимы или где среда может разъедать металлический клапан изнутри. Три семейства охватывают большую часть лабораторных работ и не являются взаимозаменяемыми.

β-PPH представляет собой зародышевидный гомополимер полипропилена. Он легко плавится и сваривается, хорошо выдерживает удары и подходит для кислотных отходов, дренажа разбавленных химикатов, водоочистки и коллекторов большего размера.

PPN — это марка полипропилена, представленная в классах труб 1,0 МПа и 6 МПа, что полезно, когда на подающей и дренажной сторонах системы действуют очень разные давления.

ПВДФ — это фторполимер, предназначенный для самых высоких температур в диапазоне, для работ с высокой чистотой, таких как полупроводниковые мокрые столы и фармацевтические линии, а также для агрессивных сред, агрессивных к полипропилену.

Правило, которое предотвращает большую часть переделок: номинальное давление системы — это наименьшее номинальное значение любого компонента в ней, и номинальные значения падают при повышении температуры. Труба на 1,6 МПа, соединенная с клапаном на 1,0 МПа, дает линию на 1,0 МПа, а значение, опубликованное при 20 °C, отличается от значения, которое вы получаете при 80 °C.

Согласование типа клапана с режимом работы линии

Материал устанавливает ограничения. Тип зависит от того, как часто клапан срабатывает и почему.

• Шаровые краны: четвертьоборотная изоляция с низким перепадом давления. Схема двойного соединения наиболее полезна в лаборатории, поскольку корпус снимается с линии для очистки или замены седла без разрезания трубы. Фланцевые, электрические и пневматические версии предназначены для более крупных и автоматизированных задач.
• Поворотные затворы: больший диаметр, меньшая стоимость и меньшая строительная длина, обычно используются в коллекторах и инженерных линиях.
• Обратные клапаны: защита от обратного потока, двойное соединение или поворотное исполнение для горизонтальной и вертикальной установки.
• Проходные клапаны: дросселирование и точное регулирование, где шаровой клапан может выйти из строя, если его использовать для управления потоком.
• Нижние клапаны: заливка всасывающей линии на водоотливных и перекачивающих насосах.

Для общей изоляции на трубопроводе химикатов или воды шаровой кран с двойным соединением PPH с уплотнением из EPDM или FPM подходит для самого широкого спектра задач и остается работоспособным.

β--PPH Шаровой клапан с двойным соединением β--PPH Электрический шаровой кран с двойным соединением Посмотреть продукт →

Защита от обратного потока там, где встречаются дренажи и реагенты

Обратный поток повреждает оборудование, а не полы. Общий коллектор для отходов, резервуар для нейтрализации, который заполняется над сливным отверстием, или насос, который останавливается в середине перекачки, будут втягивать жидкость в неправильном направлении, если не установлен обратный клапан.

Три правила размещения охватывают большинство случаев: установите обратный клапан сразу после нагнетания насоса; используйте рисунок качания на вертикальных линиях, чтобы он закрывался под действием силы тяжести; и используйте донный клапан с сетчатым фильтром на всасывающих линиях, чтобы насос оставался залитым.

β--PPH Обратный клапан с двойным соединением Этот клапан отличается простой конструкцией, высокой экономичностью и низким сопротивлением потоку. Обычно он устанавливается в трубопроводах для управления однонаправленным потоком... Посмотреть продукт →

Уплотнения, соединения и пути утечек

Уплотнение соприкасается со средой каждым стыком, поэтому заслуживает такого же внимания, как и тело.

• EPDM: вода, разбавленные кислоты и щелочи, линии промывки и охлаждения. Экономичный и широко используемый.
• FPM (FKM): масла, углеводороды и многие растворители, в которых EPDM набухает.
• EPDM с облицовкой из PTFE: агрессивные химикаты, где смачиваемая поверхность выполнена из PTFE, а подложка из EPDM сохраняет уплотняющую силу.

Соединения сами создают пути утечки. Сплавленные соединения, будь то раструб из термоклея, короткий или длинный стыковый шов, полностью удаляют эластомеры из линии и подходят для постоянного использования химикатов и отходов. Фланцевые соединения со стальными фланцами внахлестку или фланцевыми переходниками используются там, где должен выходить клапан или прибор. Сохраняйте резьбовые соединения на небольших отводах инструментов.

Если ассортимент материалов для вас нов, полезно просмотреть как устроен пластиковый клапан и где находятся его уплотнительные поверхности, прежде чем сравнивать модели.

Определение размеров: скорость, номинальное давление и контроль расхода.

Ошибки в определении размеров поверхности лабораторного трубопровода, связанные с шумом, вибрацией или негерметичностью клапана, а не с очевидной закупоркой. Скорость — это число, которое нужно проверить в первую очередь.

При расходе 2 м3/ч отверстие DN15 работает со скоростью около 3,1 м/с, DN25 — примерно 1,1 м/с, а DN40 — примерно 0,4 м/с. Высокая скорость изнашивает пластиковые седла, увеличивает перепад давления и делает линию слышимым шумом, тогда как очень низкая скорость в горизонтальном сливе позволяет оседать твердым частицам. Диапазон от 1 до 1,5 м/с подходит для большинства непрерывных линий подачи химикатов и воды, при этом допускается более высокая скорость на коротких прерывистых участках.

Еще две проверки относятся к тому же обзору. Убедитесь, что трубы, фитинги и клапаны имеют одинаковый класс давления, и примените температурное снижение номинальных характеристик, опубликованное для материала. Тогда подбирайте срабатывание по крутящему моменту при максимальном линейном давлении вместо того, чтобы выбирать оператора отдельно. На более крупных автоматизированных коллекторах электрический дроссельный клапан обеспечивает повторяемость положения для блокировки системы управления.

β--PPH Электрический дроссельный клапан Электрический дроссельный клапан использует электричество в качестве движущей силы и состоит из электрического привода и дроссельной заслонки. На него меньше влияет температура, пресс... Посмотреть продукт →

Также спроектируйте дренажную систему: по возможности устанавливайте клапаны со штоком вертикально, избегайте застойных зон длиной более нескольких диаметров, а отходы непрерывно стекают в отстойник по уклону.

Практический контрольный список закупок

Донесите этот список до стадии предложения, и большинство ошибок в спецификациях всплывут еще до поставки.

1. Полный список средств с указанием концентрации, температурного диапазона и любых чистящих средств периодического действия.
2. Непрерывное и пиковое давление, а также температура, при которой возникает пик.
3. Класс давления трубы, фитинга и клапана проверяется как система, а не по отдельности.
4. Герметик для каждой линии с указанием причины.
5. Тип соединения, а также инструменты и доступ, доступные на месте для сварки или фланцев.
6. Сигнал срабатывания и управления для автоматических клапанов, включая необходимое положение отказа.
7. Комплекты запасных седел и уплотнений, а также документация, например протоколы испытаний сторонних производителей.

Часто задаваемые вопросы

Могут ли пластиковые и металлические клапаны находиться на одной линии?

Да, при правильном переходе. Используйте фланцевые переходники или резьбовые переходники, поддерживайте пластиковую сторону независимо и учитывайте различное тепловое расширение двух материалов, чтобы пластиковый корпус не нагружался металлическими трубопроводами.

Двойной штуцер или фланцевый шаровой кран?

Двойной штуцер для линий малого и среднего размера, где требуется снять корпус без разрезания трубы. Фланцевый вариант для трубопроводов большего диаметра, повышенной жесткости и места крепления клапана непосредственно к оборудованию.

Нужен ли обратный клапан на лабораторном дренаже?

Если слив сливается в общий коллектор, резервуар или отстойник, который может иметь резервное копирование, да. Если дренаж представляет собой специальную самотечную линию, ведущую к открытой точке, обратный клапан добавляет компонент, не устраняя реального риска.

Когда ПВДФ стоит дополнительных затрат?

Когда для работы требуется высокий температурный предел, его чистота или устойчивость к определенному растворителю. Для разбавленной кислоты при температуре окружающей среды β-PPH обычно справляется с этой задачей за меньшие деньги.

Лабораторные клапаны представляют собой простые компоненты, предназначенные для выполнения широкого спектра работ в одном здании. Выберите материал корпуса и состав уплотнения из списка среды, подтвердите класс давления и температурное снижение характеристик по всей линии, выберите тип, исходя из частоты перемещения клапана, а затем размер по скорости.

Если вы работаете с конкретными кислотными отходами, деионизированной водой, линией подачи реагентов или сливной магистралью, пришлите информацию о среде, температуре, классе давления и сведения о соединении, и наша команда подтвердит материал корпуса, состав уплотнения и размер клапана. Вы можете свяжитесь с нами здесь с данными строки.