Zawory laboratoryjne: Przewodnik doboru PPH, PPN i PVDF do laboratoryjnych systemów rurowych

Linia płukania laboratorium galwanicznego jest przydatnym punktem wyjścia. Mosiężny zawór kulowy, który podczas uruchamiania obracał się swobodnie, sztywnieje po ośmiu miesiącach, gniazdo nie trzyma się już, a wyciek objawia się kroplą w tacy podłogowej. Medium stanowił rozcieńczony kwas o temperaturze około 60°C, a linia miała średnicę DN25.

Ta historia powtarza się w laboratoriach z prostego powodu: awaria rzadko dotyczy marki lub jakości wykonania. Wybór zaworu odbywa się według ustalonej kolejności. Na pierwszym miejscu jest zgodność chemiczna korpusu i uszczelki, następnie temperatura i ciśnienie przy rzeczywistym obciążeniu, a następnie połączenie, które linia może faktycznie zaakceptować. Rodzaj i działanie są na ostatnim miejscu.

Gama tworzyw sztucznych zbudowanych do tych zadań, takich jak korpusy β-PPH, PPN i PVDF z uszczelkami z EPDM, FPM lub PTFE w klasach od 1,0 MPa do 6 MPa, są zaprojektowane tak, aby można je było określić w tej kolejności.

Dlaczego zawory laboratoryjne ulegają awarii wcześniej, niż oczekiwano

Linie laboratoryjne są bardziej wytrzymałe na zawory niż linie technologiczne tej samej wielkości. Przepływ jest przerywany, media zmieniają się między kampaniami, linie pozostają zamknięte tygodniami, a środki czyszczące działają w temperaturach, o których nie wspomniano w oryginalnej specyfikacji. Większość problemów wynika z pięciu trybów awarii:

• Niewłaściwy materiał korpusu: zawór, który przetrwa wodę z płukania, może nadal działać nieprawidłowo w przypadku stężonego odczynnika.
• Niewłaściwa masa uszczelniająca: EPDM pęcznieje w olejach i wielu rozpuszczalnikach, gdzie wymagane jest FPM.
• Uszkodzenia montażowe: zbyt mocno dokręcone nakrętki złączkowe i złącza z gwintem krzyżowym powodują pękanie plastikowych korpusów i imitują awarie gniazd.
• Duża prędkość: niewymiarowe linie przebiegają z prędkością powyżej 3 m/s, co powoduje erozję gniazd, zwiększa spadek ciśnienia i powoduje hałas.
• Długie okresy przestoju: media wysychają, krystalizują lub polimeryzują na kuli, powodując uszkodzenie gniazda już przy pierwszym obrocie po wyłączeniu.

Praktyczną konsekwencją jest to, że w warunkach laboratoryjnych to uszczelka i złącze, a nie ścianka korpusu, zwykle decydują o trwałości zaworu.

Wybór materiału wyznacza granice: PPH, PPN i PVDF

Korpusy z tworzyw sztucznych wybiera się tam, gdzie jony metali są niedopuszczalne lub gdy medium mogłoby spowodować korozję metalowego zaworu od wewnątrz. Większość prac laboratoryjnych obejmują trzy rodziny i nie można ich stosować zamiennie.

β-PPH jest zarodkowanym homopolimerem polipropylenu. Łatwo się topi i spawa, dobrze przyjmuje uderzenia i nadaje się do odpadów kwasowych, drenażu rozcieńczonych środków chemicznych, uzdatniania wody i większych kolektorów.

PPN to gatunek polipropylenu dostępny w klasach rur 1,0 MPa i 6 MPa, co jest przydatne, gdy po stronie zasilania i spustu systemu panują bardzo różne ciśnienia.

PVDF to fluoropolimer przeznaczony do pracy w najwyższych temperaturach w tym zakresie, do prac o wysokiej czystości, takich jak mokre ławy półprzewodnikowe i linie farmaceutyczne, oraz do agresywnych mediów atakujących polipropylen.

Zasada, która zapobiega większości przeróbek: ciśnienie znamionowe systemu to najniższa wartość znamionowa dowolnego jego komponentu i wartości znamionowe spadają wraz ze wzrostem temperatury. Rura o ciśnieniu 1,6 MPa połączona z zaworem 1,0 MPa daje przewód o ciśnieniu 1,0 MPa, a wartość podana dla 20°C nie jest wartością uzyskaną dla 80°C.

Dopasowanie typu zaworu do obciążenia linii

Materiał wyznacza granice. Typ wynika z tego, jak często zawór jest uruchamiany i dlaczego.

• Zawory kulowe: izolacja ćwierćobrotowa z niskim spadkiem ciśnienia. Schemat podwójnego złącza jest najbardziej przydatny w laboratorium, ponieważ korpus można odkręcić od przewodu w celu czyszczenia lub wymiany gniazda bez konieczności cięcia rury. Wersje kołnierzowe, elektryczne i pneumatyczne spełniają większe i zautomatyzowane zadania.
• Zawory motylkowe: większe średnice przy niższych kosztach i krótszej długości zabudowy, powszechne w kolektorach i liniach użyteczności publicznej.
• Zawory zwrotne: zabezpieczenie przed przepływem wstecznym, z podwójnym złączem lub układem wahadłowym, do montażu poziomego i pionowego.
• Zawory kulowe: dławienie i precyzyjna regulacja, w przypadku których zawór kulowy ulegnie erozji, jeśli zostanie użyty do kontrolowania przepływu.
• Zawory stopowe: zalewanie linii ssawnej w pompach ściekowych i przelewowych.

Do ogólnej izolacji na rurociągach chemicznych lub wodnych, zawór kulowy z podwójnym złączem PPH z uszczelką EPDM lub FPM pokrywa najszerszy zakres zastosowań i pozostaje sprawny w miejscu.

Zawór kulowy z podwójnym złączem β-PPH β--PPH Elektryczny zawór kulowy z podwójnym złączem Zobacz produkt →

Zabezpieczenie przed przepływem wstecznym w miejscu styku drenów i odczynników

Przepływ wsteczny uszkadza sprzęt, a nie podłogę. Wspólny kolektor ścieków, zbiornik neutralizacyjny, który napełnia się powyżej wylotu spustowego lub pompa, która zatrzymuje się w połowie transferu, będzie pobierać ciecz w niewłaściwy sposób, chyba że zostanie zamontowany zawór zwrotny.

W większości przypadków obowiązują trzy zasady rozmieszczenia: zamontować zawór zwrotny bezpośrednio za wylotem pompy; użyj wzoru wahadłowego na liniach pionowych, aby zamykał się pod wpływem grawitacji; i użyj zaworu stopowego z filtrem siatkowym na przewodach ssawnych, aby pompa pozostała zalana.

Zawór zwrotny z podwójnym złączem β-PPH Zawór ten charakteryzuje się prostą konstrukcją i dużą opłacalnością przy niskich oporach przepływu. Zwykle instaluje się go w rurociągach w celu kontrolowania przepływu jednokierunkowego... Zobacz produkt →

Uszczelnienia, połączenia i ścieżki wycieków

Uszczelnienie styka się z medium w każdym stawie, dlatego zasługuje na taką samą analizę jak korpus.

• EPDM: woda, rozcieńczone kwasy i zasady, linie płuczące i chłodzące. Ekonomiczny i szeroko stosowany.
• FPM (FKM): oleje, węglowodory i wiele rozpuszczalników, w których EPDM pęcznieje.
• EPDM z okładziną z PTFE: agresywne chemikalia, gdzie zwilżaną powierzchnią jest PTFE, a podkład EPDM utrzymuje siłę uszczelniającą.

Połączenia same tworzą ścieżki wycieków. Połączenia topliwe, czy to kielichowe, czy to krótkie spoiny doczołowe, czy długie spoiny doczołowe, całkowicie usuwają elastomery z linii i nadają się do trwałych przebiegów chemicznych i odpadów. Połączenia kołnierzowe z kołnierzami lub adapterami kołnierzowymi wykładanymi stalą stosuje się tam, gdzie musi wyjść zawór lub przyrząd. Zachowaj połączenia gwintowe z małymi przyłączami instrumentów.

Jeśli asortyment materiałów jest dla Ciebie nowy, warto go przejrzeć jak zbudowany jest plastikowy zawór i gdzie znajdują się jego powierzchnie uszczelniające, zanim porównasz modele.

Dobór: prędkość, ciśnienie i kontrola przepływu

Błędy w doborze powierzchni rurociągów laboratoryjnych w postaci hałasu, wibracji lub niestabilności zaworu, a nie oczywistej blokady. Prędkość to liczba, którą należy sprawdzić w pierwszej kolejności.

Przy 2 m3/h otwór DN15 osiąga prędkość około 3,1 m/s, DN25 około 1,1 m/s, a DN40 około 0,4 m/s. Wysoka prędkość powoduje zużycie plastikowych gniazd, zwiększa spadek ciśnienia i powoduje, że linia jest słyszalnie hałaśliwa, podczas gdy bardzo mała prędkość w poziomym odpływie powoduje osadzanie się ciał stałych. Pasmo od 1 do 1,5 m/s jest odpowiednie dla większości ciągłych linii chemicznych i wodnych, przy czym więcej jest dozwolone w przypadku krótkich, przerywanych odcinków.

Dwie kolejne kontrole należą do tej samej recenzji. Potwierdź, że rury, złączki i zawory mają tę samą klasę ciśnienia i zastosuj ograniczenie temperaturowe opublikowane dla materiału. Następnie dobierz napęd pod kątem momentu obrotowego przy maksymalnym ciśnieniu w układzie, zamiast wybierać operatora osobno. W większych zautomatyzowanych hederach elektryczny zawór motylkowy zapewnia powtarzalne położenie blokad układu sterowania.

Elektryczny zawór motylkowy β-PPH Elektryczny zawór motylkowy wykorzystuje energię elektryczną jako siłę napędową i składa się z siłownika elektrycznego i przepustnicy. Temperatura ma na niego mniejszy wpływ, naciśnij... Zobacz produkt →

Zaprojektowanie również z myślą o odprowadzaniu wody: tam, gdzie to możliwe, montuj zawory z trzpieniem ustawionym w pozycji pionowej, unikaj martwych odgałęzień dłuższych niż kilka średnic i ścieki spływające po skosie do studzienki ściekowej.

Praktyczna lista kontrolna dotycząca zamówień

Przenieś tę listę na etap wyceny, a większość błędów w specyfikacji wyjdzie na jaw przed dostawą.

1. Pełna lista mediów ze stężeniem, zakresem temperatur i ewentualnymi środkami czyszczącymi stosowanymi sporadycznie.
2. Ciśnienie ciągłe i szczytowe plus temperatura, w której występuje szczyt.
3. Klasa ciśnienia rury, złączki i zaworu, sprawdzana jako system, a nie element po elemencie.
4. Środek uszczelniający dla każdej linii, z podaniem przyczyny.
5. Typ połączenia oraz oprzyrządowanie i dostęp dostępne na miejscu do montażu bezpieczników lub kołnierzy.
6. Sygnał uruchamiający i sterujący zaworami automatycznymi, w tym wymagane położenie awaryjne.
7. Zapasowe zestawy siedzeń i uszczelek oraz dokumentacja, np. raporty z testów innych firm.

Często zadawane pytania

Czy zawory plastikowe i metalowe mogą dzielić tę samą linię?

Tak, z odpowiednim przejściem. Użyj adapterów kołnierzowych lub gwintowanych przejść, podeprzyj stronę z tworzywa sztucznego niezależnie i uwzględnij różną rozszerzalność cieplną obu materiałów, tak aby plastikowy korpus nie był obciążony metalowymi rurami.

Zawór kulowy z podwójnym złączem czy kołnierzowym?

Podwójna złączka do małych i średnich przewodów, gdzie konieczne jest zdjęcie korpusu bez przecinania rury. Kołnierzowe do większych przewodów, wyższej sztywności i tam, gdzie zawór jest przykręcany bezpośrednio do sprzętu.

Czy zawór zwrotny jest konieczny w odpływie laboratoryjnym?

Jeśli drenaż jest odprowadzany do wspólnego kolektora, zbiornika lub studzienki ściekowej, która może się cofać, tak. Tam, gdzie odpływ jest wydzieloną linią grawitacyjną prowadzącą do punktu otwartego, zawór zwrotny dodaje element bez usuwania rzeczywistego ryzyka.

Kiedy warto dopłacić za PVDF?

Gdy zadanie wymaga sufitu o wysokiej temperaturze, czystości lub odporności na określony rozpuszczalnik. W przypadku rozcieńczonego kwasu w temperaturze otoczenia β-PPH zwykle wykonuje to zadanie za mniej.

Zawory laboratoryjne to proste elementy, które mają spełniać szeroki zakres zadań w tym samym budynku. Ustal materiał korpusu i masę uszczelniającą z listy mediów, potwierdź klasę ciśnienia i obniżenie wartości znamionowych temperatury na całej linii, wybierz typ na podstawie częstotliwości ruchu zaworu, a następnie rozmiar pod kątem prędkości.

Jeśli pracujesz z konkretnymi odpadami kwasowymi, wodą DI, doprowadzeniem odczynnika lub przewodem spustowym, wyślij medium, temperaturę, klasę ciśnienia i szczegóły połączenia, a nasz zespół potwierdzi materiał korpusu, związek uszczelniający i rozmiar zaworu. Możesz skontaktuj się z nami tutaj z danymi liniowymi.