Laboratorioventtiilit: PPH-, PPN- ja PVDF-valintaopas laboratorioputkijärjestelmille
Pinnoituslaboratorion huuhtelulinja on hyödyllinen lähtökohta. Vapaasti käyttöönoton yhteydessä kääntynyt messinkipalloventtiili on jäykkä kahdeksassa kuukaudessa, tiiviste ei enää kestä ja vuoto näkyy tippuneena lattia-alustassa. Väliaine oli laimeaa happoa noin 60 °C:ssa ja linja oli DN25.
Tämä tarina toistuu laboratorioissa yksinkertaisesta syystä: epäonnistuminen johtuu harvoin tuotemerkistä tai työstä. Venttiilin valinta noudattaa kiinteää järjestystä. Ensin tulee rungon ja tiivisteen kemiallinen yhteensopivuus, sitten todellisen tehtävän lämpötila ja paine, sitten yhteys, jonka linja voi todella hyväksyä. Tyyppi ja käyttö ovat viimeisenä.
Näitä tehtäviä varten rakennetut muovisarjat, kuten β-PPH-, PPN- ja PVDF-rungot, joissa on EPDM-, FPM- tai PTFE-pinnoitettuja tiivisteitä 1,0 MPa - 6 MPa luokissa, on suunniteltu määritettäväksi tässä järjestyksessä.
Miksi laboratorioventtiilit epäonnistuvat odotettua aikaisemmin
Laboratoriolinjat ovat venttiileissä kovempia kuin samankokoiset prosessilinjat. Virtaus on ajoittaista, materiaali vaihtuu kampanjoiden välillä, linjat ovat suljettuina viikkoja ja puhdistusaineet toimivat lämpötiloissa, joita ei ole koskaan mainittu alkuperäisessä määrittelyssä. Viisi vikatilaa aiheuttavat suurimman osan ongelmista:
Väärä runkomateriaali: venttiili, joka kestää huuhteluveden, voi silti epäonnistua tiivistetyssä reagenssissa.
Väärä tiivisteaine: EPDM turpoaa öljyissä ja monissa liuottimissa, joissa vaaditaan FPM:ää.
Asennusvauriot: Liian kiristetut liitosmutterit ja poikkikierreliitokset halkeilevat muovirunkoja ja jäljittelevät istuinvaurioita.
Suuri nopeus: alimittaiset linjat kulkevat yli 3 m/s, mikä syövyttää istuimia, lisää paineen laskua ja aiheuttaa melua.
Pitkät joutojaksot: materiaali kuivuu, kiteytyy tai polymeroituu pallon päällä ja pisteyttää istuimen ensimmäisessä käännöksessä sammutuksen jälkeen.
Käytännön seuraus on, että laboratoriopalveluissa tiiviste ja liitos, ei rungon seinä, yleensä määräävät, kuinka kauan venttiili kestää.
Materiaalivalinta asettaa rajat: PPH, PPN ja PVDF
Muovikappaleet valitaan kohteisiin, joissa metalli-ionit eivät ole hyväksyttäviä tai joissa väliaine syövyttäisi metalliventtiiliä sisältäpäin. Kolme perhettä kattaa useimmat laboratoriotyöt, eivätkä ne ole keskenään vaihdettavissa.
β-PPH on nukleoitu polypropeenihomopolymeeri. Se sulautuu ja hitsautuu helposti, kestää hyvin iskuja ja sopii happamaan jätteeseen, laimennetun kemikaalin poistoon, vedenkäsittelyyn ja isompiin jaotteisiin.
PPN on 1,0 MPa ja 6 MPa putkiluokissa julkaistu polypropeenilaatu, josta on hyötyä, kun järjestelmän syöttö- ja tyhjennyspuolella on hyvin erilaisia paineita.
PVDF on fluoripolymeeri, joka on tarkoitettu alueen korkeimpiin lämpötiloihin, erittäin puhtaisiin töihin, kuten puolijohdemärkäpenkkiin ja lääkelinjoihin, sekä aggressiivisiin väliaineisiin, jotka hyökkäävät polypropeenia vastaan.
Paineluokat ja tyypilliset laboratoriotyöt kolmelle materiaaliperheelle.
Materiaali
Paineluokat tällä alueella
Yleisesti määritelty
Varotoimenpiteet
β-PPH
Putket ja liittimet 1,0 MPa ja 1,6 MPa
Laimennetut hapot ja emäkset, happamat jätteet, huuhteluvesi, vedenkäsittely
Alempi lämpötila katto kuin PVDF; pidä vahvat liuottimet pois luettelosta
PPN
Putket 1,0 MPa ja 6 MPa
Yleinen kemianpalvelu, sekalaboratoriovedenpoisto, vedenkäsittely
Varmista, että venttiililuokka vastaa putkiluokkaa
PVDF
Putket 1,0 MPa, 1,6 MPa ja 6 MPa
Erittäin puhtaat ja aggressiiviset materiaalit, puolijohteet, lääkelinjat
Korkein hinta; täsmennettävä vain, jos velvollisuus sitä edellyttää
Sääntö, joka estää eniten uudelleentyöskentelyä: järjestelmän paineluokitus on sen komponenttien alhaisin arvo, ja arvot laskevat lämpötilan noustessa. 1,6 MPa:n putki yhdistettynä 1,0 MPa:n venttiiliin antaa 1,0 MPa:n linjan, ja 20 °C:ssa julkaistu luku ei ole sama kuin 80 °C:ssa.
Venttiilin tyyppi vastaa linjakäyttöä
Materiaali asettaa rajat. Tyyppi riippuu siitä, kuinka usein venttiiliä käytetään ja miksi.
Palloventtiilit: neljänneskierroserotus alhaisella painehäviöllä. Kaksoisliitoskuvio on hyödyllisin laboratoriossa, koska runko irtoaa langasta puhdistusta tai istuimen vaihtoa varten ilman putken leikkaamista. Laipalliset, sähköiset ja pneumaattiset versiot kattavat suuremmat ja automatisoidut työt.
Läppäventtiilit: suuremmat halkaisijat halvemmalla ja lyhyempi kasvotusten pituus, yleinen jakoputkissa ja sähkölinjoissa.
Takaiskuventtiilit: vastavirtaussuoja, kaksoisliitos tai kääntökuvio vaaka- ja pystyasennukseen.
Maapalloventtiilit: kuristus ja hienosäätö, jossa palloventtiili kuluisi, jos sitä käytetään virtauksen ohjaamiseen.
Jalkaventtiilit: imulinjan esitäyttö pohja- ja siirtopumpuissa.
Yleiseen eristykseen kemikaali- tai vesilinjassa PPH-kaksoisliitospalloventtiili, jossa on EPDM- tai FPM-tiiviste, kattaa laajimmat tehtävät ja pysyy kunnossa.
Takaisinvirtaussuoja, jossa viemärit ja reagenssit kohtaavat
Takaisinvirtaus vahingoittaa laitteita eikä lattioita. Jaettu jätesäiliö, tyhjennysaukon yläpuolella täyttyvä neutralointisäiliö tai pumppu, joka pysähtyy kesken siirron, vetää nestettä väärään suuntaan, ellei takaiskuventtiiliä ole asennettu.
Kolme sijoitussääntöä kattavat useimmat tapaukset: asenna takaiskuventtiili välittömästi pumpun poiston jälkeen; käytä keinukuviota pystysuorilla viivoilla, jotta se sulkeutuu painovoiman vaikutuksesta; ja käytä imulinjoissa jalkaventtiiliä, jossa on siivilä, jotta pumppu pysyy täytettynä.
Tiiviste koskettaa väliainetta jokaisessa liitoksessa, joten se ansaitsee saman tarkastelun kuin runko.
EPDM: vesi, laimeat hapot ja emäkset, huuhtelu- ja jäähdytyslinjat. Taloudellinen ja laajasti käytetty.
FPM (FKM): öljyt, hiilivedyt ja monet liuottimet, joissa EPDM turpoaa.
EPDM PTFE-päällysteellä: aggressiiviset kemikaalit, joissa kostutettu pinta on PTFE:tä ja EPDM-tausta pitää tiivistysvoiman.
Yhteydet luovat omat vuotopolut. Sulatetut liitokset, olivatpa ne sitten kuumasulateholkki, lyhyt päittäishitsi tai pitkä puskuhitsaus, poistavat elastomeerit linjasta kokonaan ja sopivat pysyviin kemikaalien ja jäteajoihin. Laippaliitoksia, joissa on teräsvuoratut nivelliitoslaipat tai laippaadapterit, käytetään silloin, kun venttiilin tai instrumentin on tultava ulos. Pidä kierreliitokset pienissä instrumenttien nousuissa.
Jos materiaalivalikoima on sinulle uusi, se auttaa tarkistamaan miten muoviventtiili rakennetaan ja missä sen tiivistepinnat sijaitsevat, ennen kuin vertaat malleja.
Mitoitus: nopeus, paineluokitus ja virtauksen säätö
Laboratorioputkien pinnan mitoitusvirheet, kuten melu, tärinä tai venttiili, joka ei kestä, ei ilmeisenä tukoksena. Nopeus on numero, joka tarkistetaan ensin.
Nopeudella 2 m3/h DN15 poraus kulkee noin 3,1 m/s, DN25 noin 1,1 m/s ja DN40 noin 0,4 m/s. Suuri nopeus kuluttaa muoviset istuimet, lisää paineen alenemista ja tekee linjasta kuuluvasti meluisaa, kun taas erittäin alhainen nopeus vaakasuorassa viemärissä antaa kiinteiden aineiden laskeutua. 1-1,5 m/s kaista sopii useimpiin jatkuviin kemikaali- ja vesilinjoihin, ja enemmänkin sallitaan lyhyillä ajoittaisilla ajoilla.
Kaksi muuta tarkastusta kuuluu samaan tarkasteluun. Varmista, että putkilla, liittimillä ja venttiileillä on sama paineluokka, ja käytä materiaalille julkaistua lämpötilan vähennystä. Säädä sitten vääntömomentin kokoa suurimmalla linjapaineella sen sijaan, että valitsisit käyttäjän erikseen. Suuremmissa automatisoiduissa jakoputkissa sähköinen läppäventtiili antaa toistettavan asennon ohjausjärjestelmän lukituksiin.
Suunnittelu myös viemäriin: asenna venttiilit kara pystysuoraan mahdollisuuksien mukaan, vältä halkaisijaltaan muutaman halkaisijan pidempiä kuolleita jalkoja ja rinteistä jätettä valuu jatkuvasti kaivoon.
Käytännön hankintojen tarkistuslista
Vie tämä lista tarjousvaiheeseen ja useimmat erittelyvirheet tulevat näkyviin ennen toimitusta.
Täysi keskikokoinen luettelo, jossa on pitoisuus, lämpötila-alue ja kaikki ajoittaiset puhdistusaineet.
Jatkuva ja huippupaine sekä lämpötila, jossa huippu esiintyy.
Putken, liitoskappaleen ja venttiilin paineluokka, tarkastetaan järjestelmänä eikä yksittäin.
Tiivisteseos jokaiselle riville ja syy kirjataan.
Liitäntätyyppi sekä työkalut ja pääsy paikan päällä sulake- tai laippatöihin.
Automaattisten venttiilien käyttö- ja ohjaussignaali, mukaan lukien vaadittu vika-asento.
Varaistuin- ja tiivistesarjat sekä asiakirjat, kuten kolmannen osapuolen testiraportit.
Usein kysytyt kysymykset
Voivatko muovi- ja metalliventtiilit jakaa saman linjan?
Kyllä, kunnollisella siirrolla. Käytä laippasovittimia tai kierteitettyjä siirtymiä, tue muovipuolta itsenäisesti ja salli näiden kahden materiaalin erilainen lämpölaajeneminen, jotta metalliputkisto ei kuormita muovirunkoa.
Kaksoisliitos vai laipallinen palloventtiili?
Kaksoisliitos pienille ja keskikokoisille linjoille, joista haluat poistaa rungon leikkaamatta putkea. Laipallinen suurempia linjoja varten, suurempi jäykkyys ja missä venttiili kiinnittyy suoraan laitteisiin.
Onko takaiskuventtiili tarpeen laboratorion viemäriin?
Jos viemäri tyhjenee jaettuun kokoojaan, säiliöön tai kaivoon, joka voi palautua, kyllä. Kun tyhjennys on oma painovoimalinja avoimeen kohtaan, takaiskuventtiili lisää komponentin poistamatta todellista riskiä.
Milloin PVDF on lisäkustannusten arvoinen?
Kun työ tarvitsee korkean lämpötilan kattoa, sen puhtautta tai sen kestävyyttä tietylle liuottimelle. Laimennetun hapon tapauksessa ympäristön lämpötilassa β-PPH tekee työn yleensä halvemmalla.
Laboratorioventtiilit ovat yksinkertaisia komponentteja, joita pyydetään tekemään monenlaisia töitä samassa rakennuksessa. Aseta runkomateriaali ja tiivisteaine väliaineluettelosta, vahvista paineluokan ja lämpötilan aleneminen koko linjalla, valitse venttiilin liiketiheydestä tyyppi ja sitten koko nopeuden mukaan.
Jos käsittelet tiettyä happojätettä, DI-vettä, reagenssin syöttöä tai tyhjennyspäälinjaa, lähetä väliaine, lämpötila, paineluokka ja liitäntätiedot, niin tiimimme vahvistaa runkomateriaalin, tiivistemassan ja venttiilin koon. Voit ota meihin yhteyttä tästä rivitietojen kanssa.
Kemiantehtaan sammutushenkilöstöllä oli yksi työ jäljellä ennen uudelleenkäynnistystä: 12 metrin venttiilin vuotavan tiivisteen vaihtaminen täysin hitsatun PPH-linjan sisällä. Cutting the pipe meant a new spool, a new weld, a cooling wait and a second pressure test, four extra hours on a schedule with none to spa...
Ostatko muovisen palloventtiilin kysymällä "myytkö niitä?" Näin projektit päätyvät maksamaan kahdesti. Se, toimiiko muovinen palloventtiili hiljaa viisi vuotta vai epäonnistuu ensimmäisen kerran, ratkaisee rungon materiaali, tiivisteen elastomeeri ja se, miten venttiilin runko liittyy putkeen – ei tarjouslomakkee...
Kaksi asentajaa, yksi kela 2 kpl PVDF-putkessa ja laatikko DN 50 laippasovittimia. Kaikki saapuu aikataulussa, eikä mikään sovi: putken ulkohalkaisija on 60,3 mm, kun taas adapteri on koneistettu 50 mm:n ulkohalkaisijalle. Kumpikaan etiketti ei ole väärä. Osat kuuluvat yksinkertaisesti kahteen eri kokojärjestelmä...