Vannes UPVC / CPVC résistantes chimiques et au lithium (DIN / ANSI): un guide complet

Dans le monde exigeant de la manipulation du liquide industriel, la sélection de valves appropriées est primordiale pour la sécurité, l'efficacité et la longévité. Lorsqu'ils traitent des produits chimiques corrosifs, y compris divers acides, bases et en particulier les composés lithium, des matériaux et des conceptions spécialisés sont cruciaux. Valves de chlorure de polyvinyle non plastisé (UPVC) et de chlorure de polyvinyle chloré (CPVC) , fabriqués aux normes DIN et ANSI, offrent des solutions robustes pour de telles applications difficiles. Cet article donne un aperçu complet de ces composants essentiels, couvrant leurs propriétés matérielles, leurs conceptions structurelles, leurs scénarios d'application et leurs considérations pratiques pour la sélection, l'installation et la maintenance.

Valve de diaphragme Sch8o / Din Union

1. Propriétés et sélections du matériau: UPVC vs CPVC

La force centrale de ces valves réside dans leur construction polymère. Comprendre les propriétés distinctes de l'UPVC et du CPVC est fondamental pour la sélection optimale des matériaux:

UPVC (chlorure de polyvinyle non plastifié): UPVC est un thermoplastique rigide, fort et rentable connu pour son excellente résistance chimique à un large éventail d'acides, d'alcalis, de sels et de nombreux solvants organiques. Il présente une bonne résistance à la traction et une bonne rigidité, ce qui le rend adapté aux applications à température ambiante et modérément élevée. L'alésage lisse d'UPVC minimise également le frottement et la mise à l'échelle, favorisant un débit efficace.
CPVC (chlorure de polyvinyle chloré): CPVC est une version post-chlorée de PVC, ce qui améliore sa résistance chimique et augmente considérablement ses capacités de gestion de la température par rapport à UPVC. Il peut résister à des pressions et des températures plus élevées, ce qui le rend idéal pour des environnements chimiques plus agressifs et un transfert de liquide chaud. CPVC offre des performances supérieures contre les acides et les bases puissants à des températures élevées, qui sont souvent rencontrées dans le traitement du lithium et d'autres industries chimiques.

Considérations de sélection:

COMPATIBILITÉ DES CHIMIQUES: TOUJOURS CROISSEZ LES CHIMIQUES SPÉCIFIQUES PRÉSENTÉES avec les graphiques de résistance chimique fournis par les fabricants de soupape pour UPVC et CPVC. Portez une attention particulière à la concentration et à la température.
Temperature Range: If the fluid temperature exceeds UPVC's recommended limits (typically around $60^\circ\text{C}$ or $140^\circ\text{F}$), CPVC becomes the mandatory choice. CPVC can generally operate effectively up to $93^\circ\text{C}$ or $200^\circ\text{F}$, and even higher for intermittent exposure.
Évaluation de pression: Les deux matériaux ont des cotes de pression spécifiques qui diminuent avec l'augmentation de la température. Assurez-vous que l'évaluation de la pression de la soupape sélectionnée dépasse la pression de fonctionnement maximale du système.
Analyse coûts-avantages: Alors que CPVC commande généralement un prix plus élevé, sa température étendue et sa résistance chimique justifient souvent l'investissement pour les applications critiques, conduisant à une durée de vie plus longue et à une réduction des coûts de maintenance.

2. Type de soupape et conception structurelle

Vannes UPVC et CPVC sont disponibles dans une variété de configurations, chacune conçue pour répondre aux exigences spécifiques de contrôle des flux. Le choix du type de valve a un impact significatif sur les performances et la pertinence pour une application donnée.

Vannes à billes: Ce sont parmi les types les plus courants en raison de leurs excellentes capacités d'arrêt et de leur simple opération de virage en quarts. Ils présentent une boule rotative avec un alésage qui, lorsqu'il est aligné avec le tuyau, permet l'écoulement et, lorsqu'il est perpendiculaire, l'arrête. Disponible dans les conceptions réelles, compactes et à bride.
Véritable vannes à billes Union: permettez un retrait et une maintenance faciles sans démonter l'ensemble du pipeline.
Vannes à billes compactes: économique rentable et économique, souvent utilisée pour les applications on-off.
Vannes de diaphragme: idéal pour les milieux hautement corrosifs ou abrasifs, et pour les applications nécessitant un contrôle d'écoulement précis. Un diaphragme flexible sépare le corps de soupape du chemin du fluide, empêchant le contact des supports avec le mécanisme de fonctionnement. Cette conception offre une excellente intégrité des fuites et est particulièrement bien adaptée aux suspensions ou aux liquides avec des solides en suspension.
Vannes à contre-courant (vannes non retournées): conçu pour permettre le débit dans une seule direction, empêchant le reflux qui pourrait endommager les pompes ou contaminer les processus. Les types courants incluent le chèque à billes et les clapulades de balançoire.
Vannes de papillon: souvent utilisées pour les pipelines de plus grand diamètre où l'espace et le poids sont des préoccupations. Ils présentent un disque rotatif qui contrôle le flux. Tout en offrant un fonctionnement rapide, leurs capacités d'étranglement ne sont généralement pas aussi précises que les vannes à balle ou à diaphragme.
Vannes de globe: principalement utilisées pour la limitation et la régulation du flux. Ils disposent d'un disque mobile et d'un siège d'anneau stationnaire, offrant un bon contrôle de débit mais avec une chute de pression plus élevée par rapport aux autres types.
Vannes de porte: Conçu pour un service complet ou complet ou complet, pas pour la limitation. Ils offrent une chute de pression minimale lorsqu'ils sont complètement ouverts. Moins commun dans les applications en plastique chimique en raison de leur conception, mais toujours disponibles.

Considérations de conception structurelle:

DIN vs normes ANSI: celles-ci se réfèrent aux normes de dimension et de notation de pression. Din (Deutsches Institut Für Normung) est couramment utilisé en Europe, tandis que l'ANSI (American National Standards Institute) est répandue en Amérique du Nord. Assurer la compatibilité avec les systèmes de tuyauterie existants.
Matériaux d'étanchéité: l'efficacité de toute valve dépend de ses composants d'étanchéité. L'EPDM (éthylène propylène diène monomère) et le FPM / FKM (caoutchouc de fluorocarbone, par exemple, Viton®) sont des choix courants. L'EPDM est généralement bon pour de nombreux acides et bases, tandis que FKM offre une résistance supérieure à une gamme plus large de produits chimiques agressifs, y compris de nombreux solvants organiques et produits pétroliers. La sélection doit s'aligner sur la compatibilité chimique du média.
Connexions d'extrémité: les types de connexions communs comprennent la prise (soudure de solvant), le filetage (NPT ou BSP) et les brideurs. Les connexions à bride offrent une installation et un retrait faciles pour la maintenance dans des tuyaux de plus grand diamètre.

3. Scénarios d'application, guide de sélection, installation et maintenance

La polyvalence des vannes UPVC et CPVC les rend indispensables dans de nombreuses industries, en particulier celles traitant des médias corrosifs et sensibles.

Scénarios d'application:

Traitement chimique: transfert d'acides (sulfurique, chlorhydrique, nitrique), alcalis (hydroxyde de sodium), saumures et divers autres produits chimiques agressifs.
Traitement de l'eau: utilisé dans l'osmose inverse (RO), la déionisation (DI) et les usines de traitement des eaux usées pour la manipulation des produits chimiques corrosifs comme le chlore, les coagulants et les experts en pH.
Production et traitement du lithium: critique pour la gestion des saumures, des solutions et des réactifs au lithium tout au long des processus d'extraction, de raffinage et de fabrication de batteries, où la résistance à la corrosion est primordiale.
Pharmaceutique et biotechnologie: idéal pour les applications nécessitant une pureté élevée et une résistance aux produits chimiques de stérilisation, bien que souvent avec des niveaux de pureté plus élevés de matériau.
Pulp et papier: manipulation des agents de blanchiment et des produits chimiques de traitement.
Alimentation et boisson: des notes spécifiques peuvent être utilisées pour transmettre certains acides de qualité alimentaire et des solutions de nettoyage.
Fabrication de semi-conducteurs: pour les systèmes d'administration d'eau et de produits chimiques à ultra-pure.

Guide de sélection:

1. Identifiez le fluide: déterminez la composition chimique exacte, la concentration, la température et la pression du fluide.
2. Consulter les graphiques de résistance chimique: Vérifiez la compatibilité de UPVC ou CPVC avec le liquide, en accordant une attention particulière aux matériaux de sceau (EPDM, FKM).
3. Déterminer les exigences de débit: la vanne pour le contrôle de marche / désactivation, la limite, la prévention du flux de retour ou le flux de détournement? Cela dictera le type de soupape.
4. Considérez les cotes de pression et de température: assurez-vous que la valve peut résister à la pression de fonctionnement et à la température maximales. N'oubliez pas que les cotes de pression diminuent avec l'augmentation de la température.
5. Choisissez les connexions d'extrémité: Faites correspondre les connexions d'extrémité de la vanne au système de tuyauterie existant (socket, fileté, à bride).
6. Évaluer les facteurs environnementaux: considérez l'exposition aux UV, la température ambiante et la contrainte mécanique potentielle sur la valve.
7. Évaluer le coût et la valeur à vie: équilibrer le coût initial avec les exigences de durée de vie et de maintenance attendues. Le coût initial plus élevé du CPVC peut être compensé par sa durabilité dans des conditions exigeantes.

Meilleures pratiques d'installation:

Propre: assurez-vous que toutes les extrémités du tuyau et les connexions de soupape sont propres et exemptes de débris avant l'assemblage.
Support approprié: Fournissez un support adéquat de tuyaux pour prévenir la contrainte sur la valve, en particulier pour les tailles plus grandes ou les composants lourds.
Soudage du solvant (UPVC / CPVC): Utilisez le ciment de solvant et l'amorce appropriés spécialement conçus pour UPVC ou CPVC. Suivez les instructions du fabricant pour les temps de guérison.
Connexions filetées: Utilisez du ruban de scellant en filetage ou de la pâte compatible avec le fluide et le matériau de la vanne. Ne pas trop.
Connexions à bride: assurer une sélection appropriée du joint (par exemple, EPDM, PTFE) et même le resserrement des boulons pour éviter les fuites.
Orientation des soupapes: Installez les vannes dans le sens de l'écoulement correct comme indiqué par les flèches sur le corps de la vanne, en particulier pour les clapulades.
Évitez la sur-torquante: un couple excessif pendant l'installation peut endommager les corps de soupape en plastique.

Entretien:

Inspection régulière: Inspectez périodiquement les vannes pour les signes de fuites, de fissuration, de décoloration ou de dommages externes.
Détection des fuites: abordez rapidement toute fuite mineure pour éviter l'escalade et la perte de matériaux.
Fonctionnalité de l'actionneur: si des vannes automatisées sont utilisées, vérifiez régulièrement le fonctionnement des actionneurs et assurez-vous qu'ils sont correctement lubrifiés (si nécessaire).
Remplacement des joints: Au fil du temps, les joints (joints toriques, diaphragmes) peuvent se dégrader. Ayez des pièces de remplacement à portée de main et suivez les directives du fabricant pour le remplacement.
Nettoyage: Pour certaines applications, un nettoyage périodique peut être nécessaire pour empêcher l'accumulation qui pourrait entraver le fonctionnement de la vanne. Utilisez des agents de nettoyage compatibles.
Lubrification (le cas échéant): certains types de soupapes, comme les vannes à billes, peuvent bénéficier d'une lubrification occasionnelle de leurs tiges si elles deviennent raides, en utilisant des lubrifiants compatibles avec le matériau de la valve et le fluide de traitement.

En comprenant les avantages distincts des matériaux UPVC et CPVC, en sélectionnant le type de vanne et la conception structurelle appropriés, et adhérant aux meilleures pratiques pour l'installation et l'entretien, les industries peuvent déployer en toute confiance ces vannes robustes pour assurer une manipulation sûre, fiable et efficace des liquides même agressifs et les plus agressifs des liquides contenant du lithium. .