La valvola in plastica ha caratteristiche diverse rispetto a quella metallica per quanto riguarda coppia, pressione e temperatura. Ciò che funziona perfettamente su una valvola in acciaio inossidabile potrebbe rompere un corpo valvola in plastica entro pochi mesi.
Per ottenere la combinazione giusta, è necessario conoscere un paio di particolarità che non sono necessarie per un'applicazione di valvole metalliche.
Gli attuatori elettrici possono essere utilizzati su valvole in PVC?
Sì, ma l'attuatore deve essere adattato ai limiti meccanici della valvola in plastica piuttosto che a un obiettivo generico di coppia di uscita.
Le pratiche standard di dimensionamento delle valvole metalliche non si traducono direttamente in automazione di valvole a sfera in plastica.
Il PVC è molto più flessibile rispetto all'acciaio e tende a deformarsi a causa di pressione eccessiva o torsione applicata sul suo stelo.
Gli attuatori elettrici sono più adatti per le valvole in PVC in dosaggio chimico, trattamento delle acque e applicazioni di irrigazione grazie alla loro natura resistente alla corrosione.
Utilizzando una valvola a sfera in PVC elettrica per l'automazione elimina la necessità di controllo manuale. Questo è per luoghi scomodi come locali chimici, stazioni di pompaggio esterne e aree di irrigazione remote.
La cosa importante qui è che l'attuatore deve essere dimensionato in base alle esigenze dell'applicazione. Questo singolo fattore è responsabile della maggior parte dei guasti di accoppiamento nelle installazioni di valvole in plastica.
La regola numero uno: non sovradimensionare l'attuatore
Il sovradimensionamento è l'errore più comune in automazione di valvole a sfera in plastica. Lo stelo e il corpo di una valvola a sfera in PVC sono classificati per gestire un intervallo di coppia specifico.
Superare tale intervallo, anche brevemente, può rompere lo stelo, sgranare la scanalatura o deformare permanentemente il corpo valvola.
La maggior parte delle valvole a sfera in PVC di dimensioni comprese tra 1/2 pollice e 2 pollici richiede coppie operative comprese tra 4 Nm e 20 Nm.
Il valore esatto dipende dalle dimensioni e dalla classe di pressione. L'attuatore selezionato dovrebbe superare la coppia nominale della valvola non più del 25-30 percento come margine di sicurezza.
Andare oltre tale margine su una valvola in plastica crea più rischi di quanti ne rimuova.
L'interfaccia di montaggio è importante
Lo standard ISO 5211 definisce le dimensioni del pad di montaggio diretto utilizzate dalla maggior parte degli attuatori a quarto di giro.
Una valvola in PVC con un pad di montaggio ISO 5211 F03 o F04 si collega direttamente a un attuatore compatibile senza una staffa adattatore.
L'uso di una staffa adattatore aggiunge gioco meccanico che può trasmettere coppia disallineata allo stelo della valvola ad ogni ciclo operativo.
Quando si acquista un valvola a sfera motorizzata in PVC pacchetto piuttosto che componenti separati, confermare che entrambi condividano lo stesso standard di montaggio.
Questo passaggio previene danni allo stelo dovuti a disallineamento prima ancora che il sistema venga avviato.
Chiudere lentamente: perché la chiusura rapida danneggia le tubazioni in PVC
La chiusura rapida della valvola crea il colpo d'ariete. Nei sistemi di tubazioni metalliche, il colpo d'ariete genera picchi di pressione che i componenti assorbono con vari gradi di danno.
Nelle tubazioni in PVC, lo stesso picco di pressione può rompere raccordi, spaccare sezioni di tubo o far saltare completamente le giunzioni.
Il tubo in PVC ha una classe di pressione, ma tale classe si applica alla pressione di stato stazionario, non alla pressione di sovratensione dinamica derivante da una chiusura improvvisa della valvola.
Una valvola che si chiude in meno di due secondi su un sistema in PVC può generare pressioni di sovratensione ben superiori alla pressione di esercizio del tubo. Questo è vero anche per i tubi che operano all'interno del loro normale intervallo di pressione.
Questo è documentato nell'ingegneria idraulica: l'equazione di Joukowski mostra che la pressione di sovratensione è direttamente proporzionale alla velocità di flusso e alla velocità di chiusura della valvola.
Scegliere la giusta velocità di chiusura
Gli attuatori elettrici hanno tempi di chiusura regolabili che le valvole pneumatiche tipicamente non hanno. La maggior parte degli attuatori elettrici a quarto di giro si apre e si chiude in cinque o sei secondi come standard.
Per i sistemi in PVC con lunghi tratti di tubo o alte velocità di flusso, estendere il tempo di chiusura a quindici o trenta secondi riduce significativamente il rischio di sovratensione. La maggior parte degli attuatori elettrici consente questa regolazione tramite impostazioni di temporizzazione interne.
UN attuatore elettrico per valvola in PVC con controllo della velocità regolabile vale il costo aggiuntivo rispetto a un'unità a velocità fissa. Questo vale per qualsiasi sistema in cui la lunghezza del tubo supera i dieci metri o la velocità di flusso supera un metro al secondo.
La gamma di attuatori elettrici a quarto di giro AOX offre opzioni di tempo di esecuzione regolabili che soddisfano i requisiti dei sistemi di tubazioni in PVC.
Equazione di Joukowski: perché la chiusura di 10 secondi o più è importante per il PVC
Come discusso in precedenza in “Chiudere lentamente: perché la chiusura rapida danneggia le tubazioni in PVC”, l'equazione fondamentale del colpo d'ariete (Joukowski / Allievi) quantifica questo rischio con precisione:
Per i sistemi in PVC/CPVC, la chiusura di una valvola in 2 secondi genera fino a 4 volte superiore sovraccarico di pressione dinamica rispetto alla chiusura 10 secondi. Il PVC ha una resistenza alla fatica da impatto solo 1/5 di quella delle tubazioni in acciaio.
Calcolatore per la prevenzione del colpo d'ariete
Rischio al limite — La sovrappressione supera la classe PVC-10
Considerare l'estensione del tempo di esecuzione dell'attuatore o l'aggiornamento della classe di tubazione per evitare guasti da fatica.
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Limiti di temperatura e chimici dei sistemi di valvole in PVC
Questa sezione colma una lacuna che la maggior parte delle guide di accoppiamento salta. L'attuatore stesso può gestire bene le temperature esterne e gli ambienti chimici. Ma la valvola in PVC ha i suoi limiti che governano l'intero assemblaggio.
PVC standard (Tipo 1, Grado 1 secondo ASTM D1784) è classificato per servizio continuo fino a 60°C. Al di sopra di tale temperatura, il materiale si ammorbidisce e il corpo valvola perde stabilità dimensionale sotto pressione.
Alla luce diretta del sole, la temperatura superficiale dei componenti in PVC di colore scuro può superare il limite nominale del materiale. Ciò può accadere anche quando la temperatura del fluido rientra nell'intervallo accettabile.
Per applicazioni superiori a 60°C, il CPVC (PVC clorurato) estende il limite di servizio a circa 93°C. Anche la selezione dell'attuatore e l'hardware di montaggio devono essere compatibili con quell'intervallo di temperatura più elevato.
La compatibilità chimica è ugualmente importante. Il PVC resiste bene alla maggior parte degli acidi diluiti, alcali e sali. Non è compatibile con solventi aromatici, chetoni o acidi ossidanti concentrati.
La conferma della compatibilità chimica tramite la tabella di resistenza chimica del produttore della valvola previene il degrado di guarnizioni e corpo che nessuna specifica dell'attuatore può compensare.
La serie “AOX-VR” presenta una struttura compatta con eccellente resistenza agli agenti atmosferici e agli urti.
SAPERNE DI PIÙDove vengono utilizzati i sistemi di valvole e attuatori in PVC?
Trattamento delle acque e dosaggio chimico
Gli impianti di trattamento delle acque utilizzano valvole a sfera elettriche in PVC estremamente sulle linee di alimentazione chimica che trasportano ipoclorito di sodio, acido solforico e soda caustica.
Questi prodotti chimici attaccano le valvole metalliche nel tempo ma rientrano nell'intervallo di resistenza chimica del PVC. L'automazione consente il controllo remoto del dosaggio senza che gli operatori debbano entrare nelle aree di manipolazione dei prodotti chimici.
Sistemi di irrigazione e agricoli
Le grandi reti di irrigazione utilizzano valvole a sfera motorizzate in PVC per commutare le zone da un controller centrale.
I bassi requisiti di coppia delle valvole in PVC in queste applicazioni si adattano a piccoli attuatori elettrici a basso costo. Ciò mantiene i costi di installazione gestibili su sistemi con dozzine di punti di controllo.
Sistemi di acquacoltura e piscine
I sistemi di acquacoltura a ricircolo e la filtrazione delle piscine commerciali utilizzano PVC ovunque per la sua neutralità chimica e il basso costo.
UN Attuatore elettrico per valvola a sfera in PVC sulle linee di bypass del filtro e di dosaggio chimico consente un funzionamento remoto o temporizzato. Ciò elimina la necessità di accesso manuale alle valvole nelle sale attrezzature bagnate.
Attuatore elettrico per valvola a sfera in PVC: FAQ
D1. Qualsiasi valvola a sfera in PVC può essere automatizzata?
La maggior parte delle valvole a sfera in PVC può essere automatizzata, a condizione che abbiano una configurazione dello stelo standard compatibile con le connessioni di azionamento dell'attuatore elettrico.
Le valvole con uno stelo rotondo anziché uno stelo piatto o a profilo a D non si innestano correttamente con un accoppiamento dell'attuatore. La conferma del profilo dello stelo prima di ordinare un attuatore previene problemi di compatibilità durante l'installazione.
D2. Qual è la tolleranza di temperatura per gli attuatori di valvole in PVC?
L'attuatore stesso può tollerare temperature ambiente da -20°C a 70°C in base al modello specifico. Tuttavia, la limitazione è la valvola in PVC stessa, con una tolleranza di 60°C per le normali valvole in PVC e 93°C per le valvole CPVC.
La tolleranza di temperatura sarà il limite inferiore dei due. L'utilizzo di uno dei componenti al di fuori del suo intervallo nominale riduce la durata utile e può causare un guasto improvviso.
D3. Le valvole in PVC necessitano di un attuatore speciale?
Non un attuatore speciale in termini di progettazione, ma uno correttamente dimensionato. L'attuatore deve corrispondere al profilo di azionamento dello stelo della valvola, allo standard del pad di montaggio e al requisito di coppia.
Oltre a ciò, una funzione di temporizzazione a chiusura lenta è più importante per i sistemi in PVC che per quelli in metallo. Il rischio di colpo d'ariete nei sistemi di tubazioni in plastica rende questo un requisito pratico, non solo una preferenza.
Attuatori elettrici AOX coprono intervalli di coppia a partire da 30 Nm con temporizzazione regolabile e compatibilità di montaggio diretto ISO 5211. Ciò li rende una soluzione pratica per la maggior parte automazione di valvole a sfera in plastica applicazioni.
