แม้ว่าวาล์วพลาสติกบางครั้งถือเป็นผลิตภัณฑ์พิเศษซึ่งเป็นทางเลือกแรกสำหรับผู้ที่ผลิตหรือออกแบบผลิตภัณฑ์ท่อพลาสติกสำหรับระบบอุตสาหกรรมหรือผู้ที่ต้องมีอุปกรณ์ที่สะอาดเป็นพิเศษ - สมมุติสั้น ๆ ว่าวาล์วเหล่านี้ไม่มีวิสัยทัศน์การใช้งานทั่วไปมากนัก ในความเป็นจริง วาล์วพลาสติกในปัจจุบันมีการใช้งานที่หลากหลาย เนื่องจากประเภทของวัสดุยังคงขยายตัวอย่างต่อเนื่อง และนักออกแบบที่ดีที่ต้องการวัสดุเหล่านี้หมายความว่ามีวิธีใช้เครื่องมือมัลติฟังก์ชั่นเหล่านี้มากขึ้นเรื่อยๆ

คุณสมบัติของพลาสติก

ข้อดีของวาล์วเทอร์โมพลาสติกคือ ทนต่อการกัดกร่อน สารเคมี และการเสียดสีได้กว้าง ผนังด้านในเรียบ น้ำหนักเบา ความง่ายในการติดตั้ง อายุขัยยืนยาว และลดต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน ข้อดีเหล่านี้ทำให้วาล์วพลาสติกได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในการใช้งานเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม เช่น การจ่ายน้ำ การบำบัดน้ำเสีย การแปรรูปโลหะและเคมี อาหารและยา โรงไฟฟ้า โรงกลั่นน้ำมัน และวาล์ว moPlastic สามารถผลิตจากวัสดุที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่งที่ใช้ ในการกำหนดค่าจำนวนหนึ่ง วาล์วเทอร์โมพลาสติกที่พบมากที่สุดทำจากโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC), โพลีไวนิลคลอไรด์คลอรีน (CPVC), โพลีโพรพีลีน (PP) และโพลีไวนิลลิดีนฟลูออไรด์ (PVDF) วาล์ว PVC และ CPVC โดยทั่วไปจะเชื่อมต่อกับระบบท่อโดยปลายซ็อกเก็ตที่ประสานตัวทำละลายหรือปลายเกลียวและหน้าแปลน ในขณะที่ PP และ PVDF จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อส่วนประกอบของระบบท่อ ไม่ว่าจะโดยเทคโนโลยีความร้อน การชน หรืออิเล็กโทรฟิวชัน

วาล์วเทอร์โมพลาสติกมีความเป็นเลิศในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน แต่ก็มีประโยชน์ในการให้บริการน้ำทั่วไปไม่แพ้กัน เนื่องจากปราศจากสารตะกั่ว1 ทนทานต่อการสลายซิงค์ และไม่เป็นสนิม ระบบท่อและวาล์ว PVC และ CPVC ควรได้รับการทดสอบและรับรองตามมาตรฐาน NSF [National Sanitation Foundation] 61 สำหรับผลกระทบต่อสุขภาพ รวมถึงข้อกำหนดตะกั่วต่ำสำหรับภาคผนวก G การเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสามารถจัดการได้โดยการปรึกษากับความต้านทานต่อสารเคมีของผู้ผลิต ชี้แนะและทำความเข้าใจผลกระทบที่อุณหภูมิจะมีต่อความแข็งแรงของวัสดุพลาสติก

แม้ว่าโพลีโพรพีลีนจะมีความแข็งแรงเพียงครึ่งหนึ่งของ PVC และ CPVC แต่ก็มีความทนทานต่อสารเคมีที่หลากหลายที่สุดเนื่องจากไม่มีตัวทำละลายที่รู้จัก PP ทำงานได้ดีในกรดอะซิติกเข้มข้นและไฮดรอกไซด์ และยังเหมาะสำหรับสารละลายที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าของกรด ด่าง เกลือ และสารเคมีอินทรีย์หลายชนิด

PP มีให้เลือกทั้งแบบมีเม็ดสีหรือไม่มีสี (ธรรมชาติ) PP ตามธรรมชาติถูกสลายอย่างรุนแรงจากรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) แต่สารประกอบที่มีเม็ดสีคาร์บอนแบล็คมากกว่า 2.5% จะมีความเสถียรต่อรังสี UV อย่างเพียงพอ

ระบบท่อ PVDF ถูกนำมาใช้ในการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่หลากหลายตั้งแต่ยาไปจนถึงการทำเหมืองแร่ เนื่องจาก PVDF มีความแข็งแกร่ง อุณหภูมิในการทำงาน และทนต่อสารเคมีต่อเกลือ กรดแก่ เบสเจือจาง และตัวทำละลายอินทรีย์หลายชนิด ต่างจาก PP ตรงที่ PVDF จะไม่ถูกทำลายโดยแสงแดด อย่างไรก็ตามพลาสติกมีความโปร่งใสเมื่อถูกแสงแดดและสามารถให้ของเหลวสัมผัสกับรังสียูวีได้ แม้ว่าสูตร PVDF ที่เป็นธรรมชาติและไม่มีสีจะดีเยี่ยมสำหรับการใช้งานในร่มที่มีความบริสุทธิ์สูง แต่การเติมเม็ดสี เช่น สีแดงเกรดอาหารจะทำให้ได้รับแสงแดดโดยไม่มีผลเสียต่อตัวกลางของของเหลว

ระบบพลาสติกมีความท้าทายในการออกแบบ เช่น ความไวต่ออุณหภูมิและการขยายตัวและการหดตัวจากความร้อน แต่วิศวกรสามารถและได้ออกแบบระบบท่อที่มีอายุการใช้งานยาวนานและคุ้มค่าสำหรับสภาพแวดล้อมทั่วไปและสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ข้อพิจารณาในการออกแบบที่สำคัญคือ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนสำหรับพลาสติกมีค่ามากกว่าโลหะ ตัวอย่างเช่น เทอร์โมพลาสติกมีค่ามากกว่าเหล็กห้าถึงหกเท่า

เมื่อออกแบบระบบท่อและพิจารณาผลกระทบต่อการวางวาล์วและส่วนรองรับวาล์ว ข้อพิจารณาที่สำคัญในเทอร์โมพลาสติกคือการยืดตัวด้วยความร้อน ความเค้นและแรงที่เป็นผลมาจากการขยายตัวและการหดตัวเนื่องจากความร้อนสามารถลดลงหรือกำจัดได้โดยการให้ความยืดหยุ่นในระบบท่อผ่านการเปลี่ยนแปลงทิศทางบ่อยครั้งหรือการแนะนำลูปส่วนขยาย ด้วยการให้ความยืดหยุ่นตามระบบท่อ วาล์วพลาสติกจะไม่จำเป็นต้องดูดซับความเครียดมากนัก (รูปที่ 1)

เนื่องจากเทอร์โมพลาสติกไวต่ออุณหภูมิ ระดับความดันของวาล์วจึงลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น วัสดุพลาสติกที่แตกต่างกันมีการเสื่อมสภาพตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น อุณหภูมิของของไหลอาจไม่ใช่แหล่งความร้อนเพียงแหล่งเดียวที่อาจส่งผลต่อพิกัดแรงดันของวาล์วพลาสติก อุณหภูมิภายนอกสูงสุดจะต้องเป็นส่วนหนึ่งของการพิจารณาการออกแบบ ในบางกรณี การไม่ออกแบบสำหรับอุณหภูมิภายนอกของท่ออาจทำให้เกิดการหย่อนคล้อยมากเกินไปเนื่องจากขาดส่วนรองรับท่อ พีวีซีมีอุณหภูมิบริการสูงสุด 140°F; CPVC มีอุณหภูมิสูงสุด 220°F; PP มีอุณหภูมิสูงสุด 180°F; และวาล์ว PVDF สามารถรักษาความดันได้สูงถึง 280°F (รูปที่ 2)

ในอีกด้านหนึ่งของระดับอุณหภูมิ ระบบท่อพลาสติกส่วนใหญ่ทำงานได้ดีในอุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ในความเป็นจริงความต้านทานแรงดึงจะเพิ่มขึ้นในท่อเทอร์โมพลาสติกเมื่ออุณหภูมิลดลง อย่างไรก็ตาม ความต้านทานแรงกระแทกของพลาสติกส่วนใหญ่จะลดลงเมื่ออุณหภูมิลดลง และความเปราะบางจะปรากฏขึ้นในวัสดุท่อที่ได้รับผลกระทบ ตราบใดที่วาล์วและระบบท่อที่อยู่ติดกันไม่ถูกรบกวน ไม่เสี่ยงต่อการกระแทกหรือการกระแทกของวัตถุ และท่อไม่หล่นระหว่างการขนย้าย ผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ต่อท่อพลาสติกจะลดลง

ประเภทของวาล์วเทอร์โมพลาสติก

บอลวาล์ว,เช็ควาล์ว,วาล์วผีเสื้อและวาล์วไดอะแฟรมมีจำหน่ายในวัสดุเทอร์โมพลาสติกแต่ละชนิดสำหรับระบบท่อแรงดันตามกำหนดการ 80 ซึ่งมีตัวเลือกการตัดแต่งและอุปกรณ์เสริมมากมาย บอลวาล์วมาตรฐานมักพบว่าเป็นแบบยูเนี่ยนที่แท้จริงเพื่ออำนวยความสะดวกในการถอดตัววาล์วเพื่อการบำรุงรักษาโดยไม่ทำให้การเชื่อมต่อท่อหยุดชะงัก เช็ควาล์วเทอร์โมพลาสติกมีให้เลือกทั้งแบบเช็คบอล เช็คสวิง เช็ควาย และเช็คโคน วาล์วปีกผีเสื้อจับคู่กับหน้าแปลนโลหะได้ง่ายเนื่องจากสอดคล้องกับรูโบลต์ วงกลมโบลต์ และขนาดโดยรวมของ ANSI Class 150 เส้นผ่านศูนย์กลางด้านในเรียบของชิ้นส่วนเทอร์โมพลาสติกช่วยเพิ่มการควบคุมวาล์วไดอะแฟรมได้อย่างแม่นยำเท่านั้น

บอลวาล์วใน PVC และ CPVC ผลิตโดยบริษัทในสหรัฐฯ และต่างประเทศหลายแห่งในขนาด 1/2 นิ้วถึง 6 นิ้ว โดยมีการเชื่อมต่อแบบบ็อกซ์ เกลียว หรือหน้าแปลน การออกแบบที่รวมกันอย่างแท้จริงของบอลวาล์วร่วมสมัยประกอบด้วยน็อตสองตัวที่ขันเข้ากับตัวเครื่อง โดยบีบอัดซีลยางระหว่างตัวเครื่องและขั้วต่อปลาย ผู้ผลิตบางรายรักษาความยาวการวางบอลวาล์วและเกลียวน็อตไว้แบบเดียวกันมานานหลายทศวรรษเพื่อให้สามารถเปลี่ยนวาล์วเก่าได้ง่ายโดยไม่ต้องดัดแปลงท่อที่อยู่ติดกัน

บอลวาล์วที่มีซีลยางเอทิลีนโพรพิลีนไดอีนโมโนเมอร์ (EPDM) ควรได้รับการรับรองมาตรฐาน NSF-61G สำหรับใช้ในน้ำดื่ม ซีลยางฟลูออโรคาร์บอน (FKM) สามารถใช้เป็นทางเลือกสำหรับระบบที่คำนึงถึงความเข้ากันได้ทางเคมี FKM ยังสามารถนำมาใช้ในการใช้งานส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับกรดแร่ ยกเว้นไฮโดรเจนคลอไรด์ สารละลายเกลือ คลอรีนไฮโดรคาร์บอน และน้ำมันปิโตรเลียม

รูปที่ 3 บอลวาล์วแบบมีปีกที่ติดอยู่กับถัง รูปที่ 4 บอลวาล์วแบบมีปีกที่ติดตั้งในแนวตั้ง บอลวาล์ว PVC และ CPVC ขนาด 1/2 นิ้วถึง 2 นิ้ว เป็นตัวเลือกที่ใช้ได้สำหรับการใช้งานน้ำร้อนและน้ำเย็นที่มีน้ำไม่กระแทกสูงสุด การบริการสามารถทำได้สูงถึง 250 psi ที่ 73°F บอลวาล์วขนาดใหญ่กว่า 2-1/2 นิ้วถึง 6 นิ้ว จะมีพิกัดแรงดันต่ำกว่า 150 psi ที่ 73°F บอลวาล์ว PP และ PVDF ที่ใช้กันทั่วไปในการลำเลียงสารเคมี (รูปที่ 3 และ 4) มีจำหน่ายในขนาด 1/2 นิ้วถึง 4 นิ้วพร้อมช่องเสียบ การเชื่อมต่อแบบเกลียวหรือหน้าแปลน โดยทั่วไปได้รับการจัดอันดับเพื่อบริการน้ำที่ไม่กระแทกสูงสุด 150 psi ที่อุณหภูมิแวดล้อม

เช็ควาล์วบอลเทอร์โมพลาสติกอาศัยลูกบอลที่มีความถ่วงจำเพาะน้อยกว่าน้ำ ดังนั้นหากสูญเสียแรงดันที่ด้านต้นน้ำ บอลจะจมกลับแนบกับพื้นผิวซีล วาล์วเหล่านี้สามารถนำไปใช้ในบริการเดียวกันกับบอลวาล์วพลาสติกที่คล้ายกันได้ เนื่องจากไม่ได้นำวัสดุใหม่มาสู่ระบบ เช็ควาล์วประเภทอื่นๆ อาจรวมถึงสปริงโลหะที่อาจไม่คงอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

รูปที่ 5 วาล์วปีกผีเสื้อแบบมีซับในแบบอีลาสโตเมอร์ วาล์วปีกผีเสื้อพลาสติกขนาด 2 นิ้วถึง 24 นิ้ว เป็นที่นิยมสำหรับระบบท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้น ผู้ผลิตวาล์วปีกผีเสื้อพลาสติกใช้วิธีการที่แตกต่างกันในการก่อสร้างและพื้นผิวการปิดผนึก บางชนิดใช้ไลเนอร์อีลาสโตเมอร์ (รูปที่ 5) หรือโอริง ในขณะที่บางชนิดใช้จานเคลือบอีลาสโตเมอร์ บางชนิดสร้างตัวเครื่องจากวัสดุชนิดเดียว แต่ส่วนประกอบภายในที่เปียกทำหน้าที่เป็นวัสดุของระบบ ซึ่งหมายความว่าตัววาล์วปีกผีเสื้อโพลีโพรพีลีนอาจมีซับ EPDM และแผ่นพีวีซี หรือรูปแบบอื่นๆ อีกหลายรูปแบบที่มีเทอร์โมพลาสติกและซีลยางที่พบโดยทั่วไป

การติดตั้งวาล์วปีกผีเสื้อพลาสติกนั้นตรงไปตรงมา เนื่องจากวาล์วเหล่านี้ผลิตขึ้นในลักษณะเวเฟอร์พร้อมซีลยางที่ออกแบบไว้ในตัวเครื่อง พวกเขาไม่จำเป็นต้องเพิ่มปะเก็น การตั้งค่าระหว่างหน้าแปลนสองอัน การขันโบลต์ลงของวาล์วปีกผีเสื้อพลาสติกจะต้องได้รับการดูแลอย่างระมัดระวังโดยการเลื่อนขึ้นไปตามแรงบิดโบลต์ที่แนะนำในสามขั้นตอน สิ่งนี้ทำเพื่อให้แน่ใจว่ามีการซีลสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นผิว และไม่มีแรงเค้นเชิงกลที่ไม่สม่ำเสมอบนวาล์ว

รูปที่ 6 วาล์วไดอะแฟรม ผู้เชี่ยวชาญด้านวาล์วโลหะจะพบผลงานด้านบนของวาล์วไดอะแฟรมพลาสติกที่คุ้นเคยกับล้อและตัวแสดงตำแหน่ง (รูปที่ 6) อย่างไรก็ตาม วาล์วไดอะแฟรมพลาสติกอาจมีข้อดีที่แตกต่างกันบางประการ รวมถึงผนังด้านในที่เรียบของตัวเครื่องเทอร์โมพลาสติก เช่นเดียวกับบอลวาล์วพลาสติก ผู้ใช้วาล์วเหล่านี้มีตัวเลือกในการติดตั้งการออกแบบสหภาพที่แท้จริง ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับงานบำรุงรักษาวาล์ว หรือผู้ใช้สามารถเลือกการเชื่อมต่อแบบหน้าแปลนได้ เนื่องจากมีตัวเลือกทั้งตัวถังและวัสดุไดอะแฟรม วาล์วนี้จึงสามารถนำไปใช้งานทางเคมีได้หลากหลาย

เช่นเดียวกับวาล์วอื่นๆ กุญแจสำคัญในการสั่งงานวาล์วพลาสติกคือการกำหนดข้อกำหนดในการใช้งาน เช่น แรงดันลมเทียบกับไฟฟ้า และกระแสตรงเทียบกับไฟฟ้ากระแสสลับ แต่สำหรับพลาสติก ผู้ออกแบบและผู้ใช้ยังต้องเข้าใจว่าสภาพแวดล้อมแบบใดที่จะล้อมรอบแอคชูเอเตอร์ ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ วาล์วพลาสติกเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับสถานการณ์ที่มีการกัดกร่อน ซึ่งรวมถึงสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนภายนอก ด้วยเหตุนี้ วัสดุตัวเรือนของแอคชูเอเตอร์สำหรับวาล์วพลาสติกจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณา ผู้ผลิตวาล์วพลาสติกมีตัวเลือกในการตอบสนองความต้องการของสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเหล่านี้ ในรูปแบบของแอคทูเอเตอร์ที่เคลือบด้วยพลาสติกหรือกล่องโลหะเคลือบอีพ็อกซี่

ดังที่บทความนี้แสดงให้เห็นว่า ปัจจุบันวาล์วพลาสติกมีตัวเลือกทุกประเภทสำหรับการใช้งานและสถานการณ์ใหม่ๆ