Guida per valvole in plastica chimica: scelta del polimero, standard e durata di servizio

Selezione della valvola in plastica chimica: polimero, standard e durata di servizio

Come specificare valvole resistenti alla corrosione che sopravvivano ad acidi, sostanze caustiche e bagni galvanici senza trasformare la manutenzione in una routine mensile.

Una valvola a sfera in acciaio inossidabile su una linea di dosaggio dell'acido cloridrico spesso si guasta prima della pompa. La vaiolatura inizia dalla sede, lo stelo inizia a gripparsi e il gocciolamento appare sul pavimento molto prima che venga visualizzato nel registro di manutenzione. La risposta raramente è un metallo migliore.

Tre decisioni determinano se una valvola in plastica chimica dura anni o mesi: il polimero che entra in contatto con il fluido, il sistema standard con cui è costruita la valvola e il tipo di valvola che corrisponde al servizio. Il marchio e il prezzo contano solo dopo che questi tre aspetti sono stati risolti. La stessa valvola a sfera DN50 può essere incorporata PVC-U, PVC-C, PPH o PVDF e tali versioni non sono intercambiabili su una riga.

Cosa cambia realmente quando il mezzo è chimico

L'attacco chimico raramente appare come un buco pulito. Inizia come gonfiore, scolorimento, ammorbidimento della sede o una lenta perdita di resistenza agli urti che si rivela solo quando qualcuno stringe eccessivamente un bullone della flangia. Quattro meccanismi causano la maggior parte del danno: ossidazione, solvatazione da parte di mezzi organici, permeazione attraverso sezioni sottili e fessurazioni da stress ambientale in cui una parte sottoposta a stress rimane bagnata.

Le parti bagnate non sono tutte di plastica. Il corpo, la sfera e il diaframma possono essere in polimero, ma la bulloneria dello stelo, i bulloni e i componenti dell'attuatore sono generalmente in metallo e devono rimanere asciutti. Una fuoriuscita o un lavaggio che li raggiunge cambia la chimica dell'intero assemblaggio e ripristina la corrosione che il corpo in plastica è stato scelto di evitare.

Pericolo. I solventi aromatici e clorurati attaccano il PVC-U e possono degradare anche il PVDF nel tempo. Una valvola che supera il test dell'acqua venerdì può trasudare dallo stelo in poche settimane su una linea di solvente.

Una valvola è chimicamente resistente tanto quanto la sua parte più debole a contatto con il fluido. Il corpo e il sigillo vengono solitamente specificati; lo stelo, i bulloni e la piastra di supporto della membrana spesso no.

Dove la plastica batte il metallo

Le valvole in plastica non introducono ioni metallici nel processo, il che è importante nella placcatura e nella gestione dei reagenti ad elevata purezza. Resistono a molti acidi e sostanze caustiche che attaccano l'acciaio inossidabile, pesano una frazione di una valvola metallica dello stesso diametro e possono essere sostituite senza lavorazione a caldo o permesso di saldatura.

Abbinamento del polimero al mezzo, alla temperatura e alla concentrazione

La selezione dei polimeri è un problema a tre variabili e la terza variabile è quella più spesso ignorata. Un materiale che è perfettamente sicuro con un acido diluito a temperatura ambiente potrebbe non essere adatto al grado concentrato della stessa sostanza chimica a 60 °C.

Solo indicazioni indicative. Confermare ogni selezione confrontandola con una tabella di resistenza chimica alla concentrazione, temperatura e pressione effettive.
Polimero	Servizio chimico tipico	Guida alla temperatura	Limitazione principale
PVC-U (UPVC)	Acidi minerali, sostanze caustiche, soluzioni galvaniche, salamoia	Da basso a moderato; il più sensibile alla temperatura del gruppo	Non per solventi o aromatici; resistenza all'impatto più bassa
PVC-C (CPVC)	Acidi e caustici a temperatura elevata; sistemi di acqua clorata	Superiore al PVC-U, ancora declassato all'aumentare della temperatura	Costo più elevato; ancora vulnerabile a molti solventi organici
PPH	Ampia copertura di acidi e alcali, linee di placcatura, circuiti di lavaggio	Buono per servizi aggressivi a caldo all'interno della sua curva di declassamento	Rigidità inferiore; necessita di un supporto del tubo più vicino
FRPP	Stessa chimica del PPH, utilizzata per valvole più grandi e maggiore rigidità	Simile al PPH con migliore stabilità dimensionale	Il rinforzo del vetro richiede attenzione durante la lavorazione
PVDF	Acidi forti, ossidanti, compiti di elevata purezza	Il più alto di questo gruppo, con il più ampio range di compatibilità	Costo più alto; specificare solo quando il dovere lo giustifica

Anche la concentrazione sposta i confini. Un polimero che resiste alla sostanza caustica diluita per un decennio può rompersi nel giro di una stagione nella versione concentrata e il valore di pressione stampato sulla valvola diminuisce all'aumentare della temperatura di servizio. Una valvola tarata per una pressione nominale a 20 °C non manterrà tale valore a 60 °C.

Avvertimento. Non progettare mai una linea chimica in base alla pressione nominale dell'acqua fredda. Controllare la curva di declassamento alla massima temperatura operativa e prevedere un margine per la pulizia, il risciacquo o uno scarico bloccato.

Il tipo di valvola segue il compito, non il catalogo

Inizia con il lavoro che deve svolgere la valvola, quindi scegli il tipo. Isolamento, strozzatura, prevenzione del riflusso e drenaggio sono quattro funzioni diverse e un corpo valvola raramente le svolge tutte bene.

Valvole a sfera per una chiusura ermetica e un funzionamento a un quarto di giro su fluidi puliti.
Valvole a farfalla per linee di grande diametro in cui la caduta di pressione e i costi contano più dell'isolamento a tenuta di bolle.
Valvole a membrana per fanghi, fluidi cristallizzanti e qualsiasi linea in cui una tenuta dello stelo che perde è inaccettabile.
Valvole di ritegno per la protezione dello scarico della pompa, in modalità verticale o oscillante a seconda dello spazio disponibile.
Valvole a globo dove sono necessarie una reale strozzatura e regolazione del flusso.
Valvole di fondo all'aspirazione della pompa per mantenere la linea adescata dopo un arresto.
Spie e indicatori di livello per confermare cosa si sta effettivamente muovendo durante la messa in servizio.
Valvole attuate dove la valvola appartiene a un circuito di controllo o a un interblocco verso il quale gli operatori non dovrebbero dover camminare.

Per i fluidi che trasportano solidi, cristallizzano mentre si raffreddano o si accumulano in una cavità, la valvola a diaframma è solitamente l'impostazione predefinita più sicura e la valvola a sfera l'errore più comune.

Standard e dimensioni faccia a faccia: il costo silenzioso di una mancata corrispondenza

Le gamme di valvole chimiche sono costruite secondo sistemi standard diversi e la stessa dimensione nominale non garantisce la stessa geometria. I design GB, ANSI/ASTM e JIS possono differire nella foratura della flangia, nella lunghezza da faccia a faccia e nella classe di pressione anche quando il foro e il materiale sono identici.

Una valvola che non si adatta alla linea necessita di adattatori e ciascun adattatore aggiunge due potenziali percorsi di perdita più la lunghezza che il rack per tubi non è mai stato progettato per assorbire. Risparmiare denaro sulla valvola è un modo costoso per spenderlo in una finestra di spegnimento.

Verificare tempestivamente anche la copertura dimensionale. Le gamme comuni di valvole chimiche vanno da DN15 fino a DN600, le grandi valvole a farfalla raggiungono DN1000 in alcune serie e le gamme di tubi e raccordi si estendono fino a DN800. Confermare l'estremità superiore prima che le isometrie vengano congelate.

Una lista di controllo delle specifiche che impedisce la maggior parte dei resi

Scrivi la richiesta sul processo, non sul numero di parte. Ogni riga sottostante è stata, ad un certo punto, la ragione per cui una valvola è stata rifiutata all'arrivo.

Mezzo, inclusa la concentrazione e componenti in tracce come ossidanti o solventi.
Temperatura di esercizio, temperatura di pulizia e l'escursione massima che la linea potrà mai vedere.
Pressione di progetto e classe di pressione da certificare.
Dimensioni della linea, portata e eventuale necessità di strozzatura.
Sistema standard e dimensione scartamento, verificati rispetto alle tubazioni esistenti.
Connessione terminale: flangiata, a bicchiere, filettata o a fusione, con lo schema di foratura della flangia.
Funzionamento manuale, elettrico o pneumatico e posizione di guasto se azionato.
Frequenza del ciclo, perché una valvola che si muove due volte l'anno si usura in modo diverso da una che si muove ogni ora.
Installazione interna o esterna, esposizione ai raggi UV e pratica di lavaggio.
Documentazione richiesta: certificati dei materiali, rapporti di prova e conformità agli standard.

Successo. Quando polimero, standard e servizio vengono specificati insieme, la valvola viene sottoposta alla prima manutenzione programmata anziché alla prima perdita non programmata.

Dettagli di installazione che determinano la durata

La maggior parte dei guasti precoci alle valvole in plastica sono meccanici piuttosto che chimici. I tubi vengono allineati utilizzando la valvola come leva, i bulloni della flangia vengono serrati in cerchio alla coppia massima e un giunto cementato con solvente viene pressurizzato prima che il cemento si sia indurito. Ognuna di queste pratiche carica un materiale che funziona bene sotto pressione e male sotto flessione.

Sostenere il tubo su entrambi i lati della valvola, serrare i bulloni della flangia in diagonale in due o tre passaggi graduali e attendere il tempo di indurimento completo prima che la linea venga rilevata pressione. Lasciare spazio per rimuovere una membrana o una sfera senza tagliare il tubo, mantenere l'aria dell'attuatore asciutta e filtrata e proteggere le installazioni esterne dalla luce solare diretta.

Cosa confermare prima che venga effettuato l'ordine

Richiedi per iscritto il tipo di polimero e il riferimento standard, non solo la famiglia del materiale. Due fornitori possono entrambi citare "PPH" e fornire valvole con diversi spessori di parete e diversi composti della sede. Laddove la linea necessita di una dimensione, uno standard o una connessione terminale al di fuori dell'intervallo normale, la produzione personalizzata è di routine in questo settore, ma sposta la data di consegna e dovrebbe essere concordata prima che venga fissata la pianificazione del progetto.

Informazioni. Sedi, diaframmi e guarnizioni sono parti soggette ad usura. Confermare che siano disponibili come articoli separati e che il composto sostitutivo corrisponda all'originale, poiché una guarnizione sostitutiva può annullare una selezione del materiale altrimenti corretta.

La valvola di plastica chimica più economica è quella che sarà ancora in servizio quando arriverà il prossimo arresto programmato. Questo risultato deriva da tre decisioni prese in fase di richiesta, non dal prezzo indicato sull'ordine d'acquisto.

Lavorare a ritroso dal fluido e dalla sua temperatura, confermare lo standard e lo scartamento rispetto alla linea esistente e solo dopo scegliere il tipo di valvola. Il registro di manutenzione ti dirà se la sequenza è stata seguita.