1. خصوصیات مواد PVDF و مقاومت در برابر سایش ذاتی
فلوراید پلی وینیلیدن (PVDF) یک ترموپلاستیک با کارایی بالا است که به دلیل مقاومت شیمیایی استثنایی ، استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی شناخته شده است. یکی از مهمترین مزایای PVDF در لوله کشی صنعتی و کاربردهای انتقال سیال ، مقاومت نسبی آن در برابر سایش در مقایسه با پلاستیک های نرم تر مانند PVC یا پلی پروپیلن است. در حالی که PVDF کاملاً غیرقابل نفوذ نیست که ناشی از ذرات ساینده باشد ، سختی ذاتی آن و خصوصیات سطح صاف آن باعث کاهش میزان تخریب مواد در معرض قرار گرفتن در معرض مداوم می شود.
-
سختی سطح بالا: PVDF در مقایسه با بسیاری از پلاستیک های استاندارد ، سختی سطح بالاتری دارد ، که به مقاومت در برابر فرسایش موضعی ناشی از ذرات جامد در مایعات روان کمک می کند. این احتمال افزایش گودال یا امتیاز دهی به سطح را با گذشت زمان کاهش می دهد.
-
ضریب اصطکاک پایین: سطح صاف PVDF باعث می شود ذرات معلق بتوانند از طریق دریچه با حداقل اصطکاک عبور کنند ، سایش مکانیکی را کاهش داده و به حفظ یکپارچگی آب بندی شیر کمک کنند.
-
عدم تحرک شیمیایی: مقاومت شیمیایی PVDF تضمین می کند که حتی در شرایط ساینده همراه با قرار گرفتن در معرض مایعات خورنده یا شیمیایی فعال ، بدن دریچه یکپارچگی ساختاری خود را حفظ می کند. این مقاومت دوگانه در برابر استرس شیمیایی و مکانیکی باعث می شود PVDF به ویژه برای مایعات صنعتی که حاوی مواد شیمیایی تهاجمی و مواد جامد معلق هستند ، مناسب باشد.
2. دینامیک جریان و هندسه دریچه داخلی
تعامل بین ذرات ساینده و سطوح داخلی شیرهای لوله پلاستیکی PVDF عمدتا توسط دینامیک جریان و هندسه دریچه اداره می شود. طراحی مناسب می تواند به طور قابل توجهی سایش را کاهش دهد:
-
مسیرهای جریان ساده: دریچه هایی با معابر داخلی که با دقت مهندسی شده از حرکت مایعات صاف استفاده می کنند ، به حداقل رساندن تلاطم که می تواند باعث شود ذرات با دیواره های دریچه با سرعت بالا برخورد کنند. این برای مایعات دوغاب ، شیمیایی یا ذرات بسیار مهم است.
-
گوشه های گرد و انتقال صاف: لبه های داخلی تیز یا تغییرات ناگهانی در جهت جریان می تواند مناطقی از نیروی ضربه بالا را برای ذرات ایجاد کند. گوشه های گرد ، انتقال مخروط و کانتورهای داخلی صاف ، انرژی جنبشی ذرات را به طور مساوی توزیع می کنند و باعث کاهش فرسایش موضعی و گسترش عمر سرویس دریچه می شوند.
-
طراحی صندلی و دیسک بهینه: برای دریچه های توپ ، دیافراگم یا پروانه ، هندسه صندلی ، دیسک و عناصر بسته شدن برای به حداقل رساندن ضربه ذرات طراحی شده است. این امر در ضمن کاهش قرار گرفتن در معرض سطوح بحرانی در برابر ساینده ساینده ، آب بندی قابل اعتماد را تضمین می کند. تراز مناسب بین قسمت های متحرک و بدن از نواحی با تماس با سطح بالا که در غیر این صورت فرسایش رخ می دهد ، جلوگیری می کند.
3. ویژگی های تقویت کننده و مقاوم در برابر سایش
بسیاری از دریچه های PVDF شامل پیشرفت های خاص طراحی برای بهبود مقاومت در برابر سایش و افزایش عمر خدمات هنگام استفاده از مایعات ساینده است:
-
نمرات PVDF تقویت شده: برخی از فرمولاسیون PVDF شامل فیبر شیشه ای ، فیبر کربن یا سایر پرکننده ها برای بهبود استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر سایش است. این تقویت کننده ها دوام را بدون به خطر انداختن مقاومت شیمیایی افزایش می دهند.
-
صندلی های قابل تعویض یا آستر: در کاربردهای قبرس بالا ، دریچه ها می توانند از آسترهای قابل تعویض یا صندلی های ساخته شده از مواد سخت تر استفاده کنند ، که از بدن اصلی PVDF در برابر سایش بیش از حد محافظت می کنند. این ویژگی امکان نگهداری مقرون به صرفه را فراهم می کند و عمر خدمات کلی شیر را طولانی می کند.
-
بخش های دیواری ضخیم تر: مناطق بحرانی مستعد فرسایش ، مانند مناطق ورودی/خروجی یا صندلی های دریچه ، ممکن است با افزایش ضخامت دیواره طراحی شود. این ماده اضافی را برای جذب سایش به مرور زمان فراهم می کند بدون اینکه بر ابعاد عملکردی یا ویژگی های جریان تأثیر بگذارد.
4. اقدامات عملیاتی برای به حداقل رساندن سایش
علاوه بر ملاحظات مادی و طراحی ، شیوه های عملیاتی نقش مهمی در کاهش سایش ناشی از ذرات ساینده دارند:
-
مدیریت نرخ جریان: سرعت سیال بالا انرژی جنبشی ذرات ساینده را افزایش می دهد و باعث تسریع در فرسایش می شود. کنترل سرعت جریان برای حفظ سرعت متوسط باعث کاهش نیروهای ضربه می شود و به حفظ سطوح دریچه داخلی کمک می کند.
-
تصفیه بالادست: نصب فیلترها ، کرنش ها یا جداکننده های سیکلونیک در بالادست شیر ، ذرات بزرگتر را از بین می برد و به طور قابل توجهی سایش و پارگی را کاهش می دهد. این عمل به ویژه در خطوط دوغاب یا پردازش شیمیایی که در آن اندازه ذرات می تواند بسیار متفاوت باشد بسیار مهم است.
-
نگهداری و بازرسی دوره ای: حتی با وجود مواد و طرح های بهینه شده ، سایش می تواند به مرور زمان رخ دهد. بازرسی منظم امکان تشخیص زودرس فرسایش ، امتیاز دهی یا آسیب دیدگی را فراهم می کند. تعمیر و نگهداری به موقع ، از جمله تعویض صندلی یا آستر ، عملکرد مداوم را تضمین می کند و از خرابی های غیر منتظره جلوگیری می کند.
5. مزایای PVDF در برنامه های ساینده
PVDF چندین مزیت برای دستیابی به مایعات ساینده در مقایسه با سایر پلاستیک ها و برخی از فلزات ارائه می دهد:
-
مقاومت شیمیایی و سایش ترکیبی: PVDF یکپارچگی مکانیکی و شیمیایی خود را در محیط هایی که هم مایعات خورنده و هم ذرات ساینده وجود دارند ، حفظ می کند. این ترکیب احتمال عدم موفقیت ترکیبی شیمیایی و آزمایش را کاهش می دهد.
-
عمر خدمات گسترده و کاهش خرابی: با به حداقل رساندن سایش ، دریچه های PVDF نیاز به تعویض کمتری دارند و کاهش خرابی عملیاتی را کاهش می دهند و پس انداز قابل توجهی در کاربردهای صنعتی فراهم می کنند.
-
تطبیق پذیری در صنایع: دریچه های PVDF برای تصفیه آب ، فرآوری شیمیایی ، حمل و نقل دوغاب ، تولید دارویی و کاربردهای فرآوری مواد غذایی که مایعات ساینده و شیمیایی تهاجمی همزیستی هستند ، مناسب هستند.
6. ملاحظات طراحی را برای انواع مختلف دریچه طراحی کنید
نوع شیر PVDF بر نحوه برخورد ذرات ساینده تأثیر می گذارد:
-
دریچه های توپ: دریچه های توپ PVDF با گزینه های کامل مته یا کاهش یافته طراحی شده اند. پیکربندی های تمام عیار باعث کاهش تلاطم و به حداقل رساندن ضربه ذرات روی توپ و صندلی ها می شود.
-
دریچه های دیافراگم: دیافراگم مایعات را از قطعات متحرک جدا می کند ، که باعث کاهش سایش در اجزای داخلی و بهبود طول عمر در شرایط ساینده می شود.
-
دریچه های دروازه و پروانه: طراحی دیسک ساده و صندلی های تقویت شده باعث کاهش فرسایش در نقاط بسته شدن و حفظ کنترل جریان مداوم در شرایط ساینده می شود.
با انتخاب نوع دریچه مناسب و ویژگی های طراحی ، کاربران می توانند ضمن اطمینان از عملکرد قابل اعتماد و حداقل نگهداری ، عملکرد مایعات ساینده را بهینه کنند. $ $
