Պլաստիկ փականների ընդլայնվող հասանելիությունը

Չնայած պլաստիկե փականները երբեմն դիտվում են որպես մասնագիտացված արտադրանք՝ արդյունաբերական համակարգերի համար պլաստիկե խողովակաշարեր պատրաստողների կամ նախագծողների կամ գերմաքուր սարքավորումներ ունեցողների կողմից լավագույն ընտրությունը, ենթադրել, որ այս փականները շատ ընդհանուր կիրառություններ չունեն, կարճատեսություն է: Իրականում, պլաստիկե փականներն այսօր լայն կիրառություն ունեն, քանի որ նյութերի ընդլայնվող տեսակները և այդ նյութերի կարիք ունեցող լավ դիզայներները նշանակում են այս բազմակողմանի գործիքներն օգտագործելու ավելի ու ավելի շատ եղանակներ:

Պլաստմասի հատկությունները

Ջերմապլաստիկ փականների առավելությունները լայն են՝ կոռոզիայի, քիմիական նյութերի և քայքայման դիմադրություն, հարթ ներքին պատեր, թեթև քաշ, տեղադրման հեշտություն, երկար ծառայության ժամկետ և ցածր կյանքի ցիկլի արժեք: Այս առավելությունները հանգեցրել են պլաստիկ փականների լայն ընդունման առևտրային և արդյունաբերական կիրառություններում, ինչպիսիք են ջրամատակարարումը, կեղտաջրերի մաքրումը, մետաղների և քիմիական նյութերի վերամշակումը, սննդի և դեղագործությունը, էլեկտրակայանները, նավթավերամշակման գործարանները և այլն:

Պլաստիկ փականները կարող են պատրաստվել մի շարք տարբեր նյութերից, որոնք օգտագործվում են մի շարք կոնֆիգուրացիաներով: Ամենատարածված ջերմապլաստիկ փականները պատրաստված են պոլիվինիլքլորիդից (PVC), քլորացված պոլիվինիլքլորիդից (CPVC), պոլիպրոպիլենից (PP) և պոլիվինիլիդենֆտորիդից (PVDF): PVC և CPVC փականները սովորաբար միացվում են խողովակաշարային համակարգերին լուծիչով ցեմենտացված ծայրերով կամ պտուտակավոր և եզրակալված ծայրերով, մինչդեռ PP-ն և PVDF-ն պահանջում են խողովակաշարային համակարգի բաղադրիչների միացում՝ կամ ջերմային, կամ էլեկտրաձուլման տեխնոլոգիաներով:

Ջերմապլաստիկ փականները գերազանց են կոռոզիոն միջավայրերում, բայց դրանք նույնքան օգտակար են նաև ընդհանուր ջրամատակարարման մեջ, քանի որ դրանք կապար չեն պարունակում1, դիմացկուն են ցինկի դեմ և չեն ժանգոտում: ՊՎՔ և CPVC խողովակաշարային համակարգերը և փականները պետք է փորձարկվեն և հավաստագրվեն NSF [Ազգային սանիտարական հիմնադրամ] 61 ստանդարտին՝ առողջության վրա ազդեցության համար, ներառյալ G հավելվածի ցածր կապարի պահանջը: Կոռոզիոն հեղուկների համար համապատասխան նյութ ընտրելը կարելի է անել՝ խորհրդակցելով արտադրողի քիմիական դիմադրության ուղեցույցի հետ և հասկանալով, թե ինչ ազդեցություն կունենա ջերմաստիճանը պլաստիկ նյութերի ամրության վրա:

Չնայած պոլիպրոպիլենն ունի PVC-ի և CPVC-ի ամրության կեսը, այն ունի ամենաբազմակողմանի քիմիական դիմադրությունը, քանի որ հայտնի լուծիչներ չկան: PP-ն լավ է գործում խտացված քացախաթթուներում և հիդրօքսիդներում, և այն նաև հարմար է թթուների, ալկալիների, աղերի և շատ օրգանական քիմիական նյութերի ավելի մեղմ լուծույթների համար:

PP-ն հասանելի է որպես գունանյութով կամ առանց գունանյութի (բնական) նյութ: Բնական PP-ն խիստ քայքայվում է ուլտրամանուշակագույն (UV) ճառագայթման ազդեցության տակ, սակայն միացությունները, որոնք պարունակում են ավելի քան 2.5% ածխածնային սև գունանյութ, բավարար չափով կայուն են ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների նկատմամբ:

PVDF խողովակաշարային համակարգերը օգտագործվում են արդյունաբերական բազմազան ոլորտներում՝ դեղագործականից մինչև հանքարդյունաբերություն, PVDF-ի ամրության, աշխատանքային ջերմաստիճանի և աղերի, ուժեղ թթուների, նոսր հիմքերի և բազմաթիվ օրգանական լուծիչների նկատմամբ քիմիական դիմադրության շնորհիվ: Ի տարբերություն PP-ի, PVDF-ը չի քայքայվում արևի լույսի ազդեցության տակ, սակայն պլաստիկը թափանցիկ է արևի լույսի նկատմամբ և կարող է հեղուկը ենթարկել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման: Մինչդեռ PVDF-ի բնական, առանց գունանյութի բանաձևը հիանալի է բարձր մաքրության, ներքին կիրառությունների համար, սննդային կարմիր գունանյութի նման գունանյութի ավելացումը թույլ կտա արևի լույսի ազդեցության ենթարկվել առանց հեղուկ միջավայրի վրա բացասական ազդեցության:

Պլաստիկ համակարգերը ունեն նախագծման դժվարություններ, ինչպիսիք են ջերմաստիճանի նկատմամբ զգայունությունը և ջերմային ընդարձակումն ու կծկումը, բայց ինժեներները կարող են և նախագծել են երկարակյաց, ծախսարդյունավետ խողովակաշարային համակարգեր ընդհանուր և կոռոզիոն միջավայրերի համար: Նախագծման հիմնական նկատառումն այն է, որ պլաստմասսայի ջերմային ընդարձակման գործակիցն ավելի մեծ է, քան մետաղի. օրինակ՝ ջերմապլաստիկը հինգից վեց անգամ ավելի մեծ է, քան պողպատինը:

Խողովակաշարային համակարգեր նախագծելիս և փականի տեղադրման և հենարանների վրա ազդեցությունը հաշվի առնելով՝ ջերմապլաստիկ նյութերում կարևոր նկատառում է ջերմային երկարացումը: Ջերմային ընդարձակման և կծկման հետևանքով առաջացող լարվածություններն ու ուժերը կարող են նվազեցվել կամ վերացվել՝ խողովակաշարային համակարգերում ճկունություն ապահովելով ուղղության հաճախակի փոփոխությունների կամ ընդարձակման օղակների ներդրման միջոցով: Խողովակաշարային համակարգի երկայնքով այս ճկունությունն ապահովելով՝ պլաստիկ փականը չի ստիպված լինի կլանել լարվածության այդքան մեծ մասը:

Քանի որ ջերմապլաստիկները զգայուն են ջերմաստիճանի նկատմամբ, փականի ճնշման վարկանիշը նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ: Տարբեր պլաստիկ նյութեր համապատասխան դեգրադացիա են ունենում ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ: Հեղուկի ջերմաստիճանը կարող է չլինել միակ ջերմային աղբյուրը, որը կարող է ազդել պլաստիկ փականների ճնշման վարկանիշի վրա. առավելագույն արտաքին ջերմաստիճանը պետք է լինի նախագծման հաշվի առնելու մաս: Որոշ դեպքերում, խողովակաշարի արտաքին ջերմաստիճանի համար չնախագծելը կարող է առաջացնել չափազանց թուլացում՝ խողովակների հենարանների բացակայության պատճառով: PVC-ի առավելագույն աշխատանքային ջերմաստիճանը 140°F է, CPVC-ի առավելագույնը՝ 220°F, PP-ի առավելագույնը՝ 180°F, իսկ PVDF փականները կարող են պահպանել մինչև 280°F ճնշում:

Ջերմաստիճանային սանդղակի մյուս ծայրում, պլաստիկե խողովակաշարերի մեծ մասը բավականին լավ է աշխատում զրոյից ցածր ջերմաստիճաններում: Փաստորեն, ջերմապլաստիկ խողովակաշարերի ձգման ամրությունը մեծանում է ջերմաստիճանի նվազմանը զուգընթաց: Այնուամենայնիվ, ջերմաստիճանի նվազմանը զուգընթաց պլաստմասսայի մեծ մասի հարվածային դիմադրությունը նվազում է, և ազդակիր խողովակաշարերի նյութերում առաջանում է փխրունություն: Քանի դեռ փականները և հարակից խողովակաշարային համակարգը չեն խաթարվում, չեն վտանգվում հարվածներից կամ առարկաների հարվածներից, և խողովակաշարը չի ընկնում մշակման ընթացքում, պլաստիկե խողովակաշարերի վրա բացասական ազդեցությունը նվազագույնի է հասցվում:

Ջերմապլաստիկ փականների տեսակները

Գնդիկավոր փականները, հակադարձ փականները, թիթեռաձև փականները և դիաֆրագմային փականները հասանելի են տարբեր ջերմապլաստիկ նյութերից՝ 80-րդ գրաֆիկի ճնշման խողովակաշարային համակարգերի համար, որոնք նաև ունեն բազմաթիվ ձևավորման տարբերակներ և պարագաներ: Ստանդարտ գնդիկավոր փականը, ամենից հաճախ, ունի իսկական միացման դիզայն, որը հեշտացնում է փականի մարմնի հեռացումը՝ առանց միացնող խողովակաշարի խափանման: Ջերմապլաստիկ հակադարձ փականները հասանելի են որպես գնդիկավոր հակադարձ փականներ, ճոճվող հակադարձ փականներ, Y-հակադարձ փականներ և կոնաձև հակադարձ փականներ: Թիթեռաձև փականները հեշտությամբ համակցվում են մետաղական եզրերի հետ, քանի որ դրանք համապատասխանում են ANSI 150 դասի պտուտակների անցքերին, պտուտակների շրջանակներին և ընդհանուր չափսերին: Ջերմապլաստիկ մասերի հարթ ներքին տրամագիծը միայն նպաստում է դիաֆրագմային փականների ճշգրիտ կառավարմանը:

ՊՎՔ և ՊՎՔ գնդիկավոր փականները արտադրվում են մի շարք ամերիկյան և արտասահմանյան ընկերությունների կողմից՝ 1/2 դյույմից մինչև 6 դյույմ չափսերով՝ վարդակավոր, պտուտակավոր կամ ֆլանշավոր միացումներով: Ժամանակակից գնդիկավոր փականների իրական միացման դիզայնը ներառում է երկու ընկույզ, որոնք պտուտակվում են մարմնի վրա՝ սեղմելով առաձգական կնիքները մարմնի և ծայրային միակցիչների միջև: Որոշ արտադրողներ տասնամյակներ շարունակ պահպանել են նույն գնդիկավոր փականի տեղադրման երկարությունը և ընկույզի պտուտակները՝ հին փականները հեշտությամբ փոխարինելու համար՝ առանց հարակից խողովակաշարը փոփոխելու:

Էթիլեն-պրոպիլեն-դիեն մոնոմերային (EPDM) առաձգական կնիքներով գնդիկավոր փականները պետք է հավաստագրվեն NSF-61G համաձայն՝ խմելու ջրի մեջ օգտագործելու համար: Ֆտորածխածնային (FKM) առաձգական կնիքները կարող են օգտագործվել որպես այլընտրանք այն համակարգերի համար, որտեղ քիմիական համատեղելիությունը մտահոգիչ է: FKM-ը կարող է նաև օգտագործվել հանքային թթուների հետ կապված կիրառությունների մեծ մասում, բացառությամբ ջրածնի քլորիդի, աղի լուծույթների, քլորացված ածխաջրածինների և նավթային յուղերի:

ՊՎՔ և ՊՎՔ գնդիկավոր փականները՝ 1/2-ից մինչև 2 դյույմ, կենսունակ տարբերակ են տաք և սառը ջրի կիրառման համար, որտեղ առավելագույն ոչ հարվածային ջրի մատակարարումը կարող է լինել մինչև 250 psi 73°F ջերմաստիճանում: Ավելի մեծ գնդիկավոր փականները՝ 2-1/2-ից մինչև 6 դյույմ, կունենան ավելի ցածր ճնշման վարկանիշ՝ 150 psi 73°F ջերմաստիճանում: Քիմիական փոխադրումներում սովորաբար օգտագործվող PP և PVDF գնդիկավոր փականները (Նկարներ 3 և 4), որոնք հասանելի են 1/2-ից մինչև 4 դյույմ չափսերով՝ վարդակավոր, պտուտակավոր կամ եզրային ծայրերով միացումներով, սովորաբար գնահատվում են առավելագույնը 150 psi ոչ հարվածային ջրի մատակարարում շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում:

Ջերմապլաստիկ գնդիկավոր հակադարձ փականները հիմնված են ջրի տեսակարար կշռից փոքր գնդի վրա, այնպես որ, եթե վերևի կողմից ճնշումը կորչի, գնդիկը կխրվի կնքման մակերեսի վրա: Այս փականները կարող են օգտագործվել նույն ծառայության մեջ, ինչ նմանատիպ պլաստիկ գնդիկավոր փականները, քանի որ դրանք համակարգին նոր նյութեր չեն ներմուծում: Հակադարձ փականների այլ տեսակները կարող են ներառել մետաղական զսպանակներ, որոնք կարող են չդիմանալ կոռոզիոն միջավայրերին:

2-ից մինչև 24 դյույմ չափերի պլաստիկ թիթեռաձև փականը տարածված է մեծ տրամագծով խողովակաշարային համակարգերի համար: Պլաստիկ թիթեռաձև փականների արտադրողները տարբեր մոտեցումներ են ցուցաբերում կառուցվածքի և կնքման մակերեսների նկատմամբ: Ոմանք օգտագործում են առաձգական ծածկույթ (Նկար 5) կամ O-օղակ, մինչդեռ մյուսները՝ առաձգական ծածկույթով սկավառակ: Ոմանք մարմինը պատրաստում են մեկ նյութից, բայց ներքին, թրջված բաղադրիչները ծառայում են որպես համակարգի նյութեր, ինչը նշանակում է, որ պոլիպրոպիլենային թիթեռաձև փականի մարմինը կարող է պարունակել EPDM ծածկույթ և PVC սկավառակ կամ մի քանի այլ կոնֆիգուրացիաներ՝ հաճախ հանդիպող ջերմապլաստիկներով և առաձգական կնքվածքներով:

Պլաստիկ թիթեռաձև փականի տեղադրումը շատ պարզ է, քանի որ այս փականները արտադրվում են վաֆլի ոճով՝ իրանի մեջ նախագծված առաստաղային կնիքներով։ Դրանք չեն պահանջում միջադիրի ավելացում։ Տեղադրված երկու միացնող եզրերի միջև, պլաստիկ թիթեռաձև փականի ամրացումը պետք է կատարվի զգուշությամբ՝ երեք փուլով հասնելով խորհուրդ տրվող պտուտակի պտտող մոմենտին։ Սա արվում է մակերեսի վրա հավասարաչափ կնիք ապահովելու և փականի վրա անհավասար մեխանիկական լարվածություն չկիրառելու համար։

Մետաղական փականների մասնագետները ծանոթ կլինեն պլաստիկ դիաֆրագմային փականների լավագույն աշխատանքներին անիվի և դիրքի ցուցիչներով (Նկար 6): Այնուամենայնիվ, պլաստիկ դիաֆրագմային փականը կարող է ունենալ որոշ առանձնահատուկ առավելություններ, այդ թվում՝ ջերմապլաստիկ մարմնի հարթ ներքին պատերը: Պլաստիկ գնդիկավոր փականի նման, այս փականների օգտագործողները հնարավորություն ունեն տեղադրելու իրական միացման դիզայն, որը կարող է հատկապես օգտակար լինել փականի վրա սպասարկման աշխատանքների համար: Կամ օգտագործողը կարող է ընտրել ֆլանշային միացումներ: Մարմնի և դիաֆրագմայի նյութերի բոլոր տարբերակների շնորհիվ այս փականը կարող է օգտագործվել քիմիական տարբեր կիրառություններում:

Ինչպես ցանկացած փականի դեպքում, պլաստիկե փականների գործարկման բանալին շահագործման պահանջների որոշումն է, ինչպիսիք են՝ պնևմատիկը էլեկտրականի համեմատ և հաստատուն հոսանքը փոփոխականի համեմատ: Սակայն պլաստիկի դեպքում նախագծողը և օգտագործողը պետք է նաև հասկանան, թե ինչ տեսակի միջավայր կշրջապատի ակտիվատորը: Ինչպես արդեն նշվել է, պլաստիկե փականները հիանալի տարբերակ են կոռոզիոն իրավիճակների համար, որոնք ներառում են արտաքին կոռոզիոն միջավայրեր: Այդ պատճառով պլաստիկե փականների ակտիվատորների պատյանի նյութը կարևոր հաշվի առնելի գործոն է: Պլաստիկ փականների արտադրողները ունեն տարբերակներ՝ այս կոռոզիոն միջավայրերի կարիքները բավարարելու համար՝ պլաստիկով պատված ակտիվատորների կամ էպօքսիդային ծածկույթով մետաղական պատյանների տեսքով:

Ինչպես ցույց է տալիս այս հոդվածը, պլաստիկե փականները այսօր առաջարկում են բոլոր տեսակի տարբերակներ նոր կիրառությունների և իրավիճակների համար։