Пластиковый клапан имеет иные характеристики по сравнению с металлическим с точки зрения крутящего момента, давления и температуры. То, что отлично работает на клапане из нержавеющей стали, может привести к поломке корпуса пластикового клапана в течение нескольких месяцев.
Чтобы правильно подобрать комбинацию, вам нужно знать пару особенностей, которые не требуются для применения с металлическим клапаном.
Можно ли использовать электрические приводы для клапанов из ПВХ?
Да, но привод должен соответствовать механическим пределам пластикового клапана, а не общим целевым показателям выходного крутящего момента.
Стандартные методы подбора размеров металлических клапанов не применимы напрямую к автоматизации шаровых кранов из пластика.
ПВХ гораздо более гибкий по сравнению со сталью и имеет тенденцию деформироваться из-за чрезмерного давления или крутящего момента, приложенного к его штоку.
Электрические приводы лучше всего подходят для клапанов из ПВХ в дозировании химикатов, водоподготовке и ирригационных системах благодаря их коррозионной стойкости.
Использование электрического шарового крана из ПВХ для автоматизации устраняет необходимость ручного управления. Это актуально для неудобно расположенных мест, таких как химические помещения, наружные насосные станции и удаленные ирригационные участки.
Важно то, что привод должен соответствовать потребностям приложения по размеру. Этот единственный фактор является причиной большинства ошибок при подборе в установках с пластиковыми клапанами.
Правило № 1: Не выбирайте привод с избыточной мощностью
Выбор привода с избыточной мощностью является наиболее распространенной ошибкой в автоматизации шаровых кранов из пластика. Шток и корпус шарового крана из ПВХ рассчитаны на определенный диапазон крутящего момента.
Превышение этого диапазона, даже кратковременное, может привести к трещине штока, срыву шпоночного паза или необратимой деформации корпуса клапана.
Большинство шаровых кранов из ПВХ размером от 1/2 дюйма до 2 дюймов требуют рабочего крутящего момента в диапазоне от 4 Нм до 20 Нм.
Точное значение зависит от размера и номинального давления. Выбранный привод должен превышать номинальный крутящий момент клапана не более чем на 25-30% в качестве запаса прочности.
Превышение этого запаса для пластикового клапана создает больше рисков, чем устраняет.
Интерфейс крепления имеет значение
Стандарт ISO 5211 определяет размеры площадки для прямого монтажа, используемые большинством поворотных приводов.
Клапан из ПВХ с монтажной площадкой ISO 5211 F03 или F04 подключается непосредственно к совместимому приводу без переходного кронштейна.
Использование переходного кронштейна добавляет механический люфт, который может передавать несовпадающий крутящий момент на шток клапана при каждом рабочем цикле.
При покупке моторизованного шарового крана из ПВХ в комплекте, а не отдельных компонентов, убедитесь, что оба соответствуют одному и тому же стандарту крепления.
Этот шаг предотвращает повреждение штока из-за несоосности еще до запуска системы.
Закрывайте медленно: почему быстрое закрытие повреждает трубы из ПВХ
Быстрое закрытие клапана создает гидравлический удар. В системах с металлическими трубами гидравлический удар создает скачки давления, которые компоненты поглощают с различной степенью повреждения.
В трубопроводах из ПВХ тот же скачок давления может привести к трещинам фитингов, разрывам участков труб или полному разрыву соединений.
Труба из ПВХ имеет номинальное давление, но это номинальное давление относится к стационарному давлению, а не к динамическому скачку давления от внезапного закрытия клапана.
Клапан, который закрывается менее чем за две секунды в системе из ПВХ, может создавать скачки давления, значительно превышающие рабочее давление трубы. Это верно даже для труб, работающих в пределах своего нормального диапазона давления.
Это задокументировано в гидравлической инженерии: уравнение Джоуковского показывает, что скачок давления прямо пропорционален скорости потока и скорости закрытия клапана.
Выбор правильной скорости закрытия
Электрические приводы имеют регулируемое время закрытия, чего обычно нет у пневматических клапанов. Большинство поворотных электрических приводов открываются и закрываются стандартно за пять-шесть секунд.
Для систем из ПВХ с длинными трубопроводами или высокими скоростями потока увеличение времени закрытия до пятнадцати-тридцати секунд значительно снижает риск скачков давления. Большинство электрических приводов позволяют регулировать это с помощью внутренних настроек времени.
А Электрический привод для клапана из ПВХ с регулируемой скоростью стоит дополнительных затрат по сравнению с устройством с фиксированной скоростью. Это применимо к любой системе, где длина трубопровода превышает десять метров или скорость потока превышает один метр в секунду.
Серия поворотных электрических приводов AOX предлагает варианты регулируемого времени работы, соответствующие требованиям систем трубопроводов из ПВХ.
Уравнение Джоуковского — почему закрытие за 10 секунд и более важно для ПВХ
Как обсуждалось ранее в разделе “Закрывайте медленно: почему быстрое закрытие повреждает трубы из ПВХ”, фундаментальное уравнение гидравлического удара (Джоуковского/Аливье) точно количественно определяет этот риск:
Для систем из ПВХ/ХПВХ закрытие клапана за 2 секунды генерирует до в 4 раза выше динамический скачок давления, чем при закрытии 10 секунд. ПВХ имеет лишь 1/5 стойкость к усталости стали.
Калькулятор предотвращения гидроудара
Пограничный риск — скачок превышает рейтинг ПВХ Класса-10
Рассмотрите возможность увеличения времени работы привода или перехода на более высокий класс трубы, чтобы избежать усталостного разрушения.
Получите спецификацию пары клапана из ПВХ + привода AOX
Укажите размер клапана, длину трубы и тип жидкости — мы предоставим запас крутящего момента, рекомендуемую скорость закрытия и точную модель AOX в течение 1 рабочего дня.
Температурные и химические ограничения систем клапанов из ПВХ
Этот раздел заполняет пробел, который пропускают большинство руководств по подбору пар. Сам привод может хорошо работать при наружных температурах и в химически агрессивных средах. Но клапан из ПВХ имеет свои ограничения, которые определяют всю сборку.
Стандартный ПВХ (Тип 1, Класс 1 по ASTM D1784) рассчитан на непрерывную работу при температуре до 60°C. Выше этой температуры материал размягчается, и корпус клапана теряет стабильность размеров под давлением.
При прямом солнечном свете температура поверхности темных ПВХ-компонентов может превысить допустимый предел материала. Это может произойти даже тогда, когда температура жидкости находится в пределах допустимого диапазона.
Для применений выше 60°C ХПВХ (хлорированный ПВХ) расширяет предел эксплуатации примерно до 93°C. Выбор привода и монтажные детали также должны быть совместимы с этим более высоким температурным диапазоном.
Химическая совместимость так же важна. ПВХ хорошо противостоит большинству разбавленных кислот, щелочей и солей. Он несовместим с ароматическими растворителями, кетонами или концентрированными окисляющими кислотами.
Подтверждение химической совместимости с помощью таблицы химической стойкости производителя клапана предотвращает деградацию уплотнений и корпуса, которую не может компенсировать никакая спецификация привода.
Серия “AOX-VR” отличается компактной конструкцией с отличной устойчивостью к атмосферным воздействиям и ударам.
УЗНАТЬ БОЛЬШЕГде используются системы клапанов и приводов из ПВХ?
Очистка воды и дозирование химикатов
Предприятия по очистке воды используют электрические шаровые краны из ПВХ широко на линиях подачи химикатов, транспортирующих гипохлорит натрия, серную кислоту и каустическую соду.
Эти химикаты со временем разрушают металлические клапаны, но находятся в пределах химической стойкости ПВХ. Автоматизация позволяет дистанционно управлять дозированием без необходимости операторам входить в зоны работы с химикатами.
Системы орошения и сельского хозяйства
Крупные ирригационные сети используют моторизованные шаровые краны из ПВХ для переключения зон с центрального контроллера.
Низкие требования к крутящему моменту клапанов из ПВХ в этих применениях подходят для небольших, недорогих электрических приводов. Это позволяет поддерживать управляемые затраты на установку в системах с десятками точек управления.
Системы аквакультуры и бассейнов
Рециркуляционные системы аквакультуры и фильтрация коммерческих бассейнов используют ПВХ повсеместно благодаря его химической нейтральности и низкой стоимости.
А Электропривод шарового крана из ПВХ на линиях байпаса фильтра и дозирования химикатов позволяет дистанционное или временное управление. Это устраняет необходимость ручного доступа к клапану во влажных технических помещениях.
Электропривод шарового крана из ПВХ: Часто задаваемые вопросы
В1. Можно ли автоматизировать любой шаровой кран из ПВХ?
Большинство шаровых кранов из ПВХ можно автоматизировать при условии, что они имеют стандартную конфигурацию штока, совместимую с соединениями привода электрического привода.
Клапаны с круглым штоком, а не с плоскими боковыми или D-образными, не будут должным образом соединяться с муфтой привода. Подтверждение профиля штока перед заказом привода предотвращает проблемы совместимости при установке.
В2. Какова температурная устойчивость приводов клапанов из ПВХ?
Сам привод может выдерживать температуру окружающей среды от -20°C до 70°C в зависимости от конкретной модели. Однако ограничением является сам клапан из ПВХ с допустимой температурой 60°C для обычных клапанов из ПВХ и 93°C для клапанов из ХПВХ.
Температурная устойчивость будет нижним пределом из двух. Эксплуатация любого компонента вне его номинального диапазона сокращает срок службы и может привести к внезапному отказу.
В3. Нужен ли клапанам из ПВХ специальный привод?
Не специальный привод с точки зрения конструкции, а привод правильного размера. Привод должен соответствовать профилю штока клапана, стандарту монтажной площадки и требуемому крутящему моменту.
Кроме того, функция медленного закрытия имеет большее значение для систем из ПВХ, чем для металлических. Риск гидроудара в системах пластиковых труб делает это практическим требованием, а не просто предпочтением.
Электроприводы AOX охватывают диапазоны крутящего момента от 30 Нм с регулируемым временем и совместимостью с прямым монтажом по ISO 5211. Это делает их практичным решением для большинства автоматизации шаровых кранов из пластика применений.
