Làm thế nào để thiết kế một van PPR có thể hoạt động ổn định trong một thời gian dài dưới môi trường nhiệt độ cao và áp suất cao?

Để thiết kế a Van PPR Điều đó có thể hoạt động ổn định trong một thời gian dài trong môi trường nhiệt độ cao và áp suất cao, cần phải xem xét toàn diện các tính chất vật liệu, thiết kế kết cấu, quy trình sản xuất và các yếu tố môi trường trong ứng dụng thực tế. Sau đây là các bước thiết kế chi tiết và các điểm kỹ thuật chính:

1. Làm rõ các yêu cầu và điều kiện làm việc
Trước khi thiết kế, các kịch bản ứng dụng cụ thể và các yêu cầu kỹ thuật của van phải được làm rõ:
Nhiệt độ vận hành: Xác định nhiệt độ hoạt động tối đa (chẳng hạn như 70 ° C, 95 ° C trở lên) và đảm bảo rằng vật liệu có thể chịu được nhiệt độ này trong một thời gian dài.
Áp suất hoạt động: Xác định khả năng chịu lực áp suất tối đa (như PN16, PN20 trở lên) và chọn độ dày và cấu trúc tường thích hợp theo mức áp suất.
Loại phương tiện: Hiểu các tính chất của môi trường truyền tải (như nước nóng, nước lạnh, giải pháp hóa học, v.v.) để đánh giá tính ăn mòn hoặc các tác động khác đối với vật liệu.
Môi trường sử dụng: Xem xét liệu nó có tiếp xúc với tia cực tím, sốc nhiệt độ thấp hoặc các yếu tố môi trường bên ngoài khác hay không.
2. Lựa chọn vật liệu
Việc lựa chọn vật liệu PPR là chìa khóa cho thiết kế, ảnh hưởng trực tiếp đến điện trở nhiệt độ, điện trở áp suất và hiệu suất chống lão hóa của van:
Lớp vật liệu PPR:
Chọn các vật liệu PPR có điện trở nhiệt cao và điện trở creep cao, chẳng hạn như PPR80 hoặc PPR100 (đề cập đến giá trị MRS của vật liệu là 8,0MPa hoặc 10,0MPa).
Đối với môi trường nhiệt độ cao và áp suất cao, nên sử dụng các vật liệu PPR gia cố (như PPR gia cố bằng sợi thủy tinh hoặc PPR tổng hợp nano) để cải thiện độ bền và độ bền cơ học.
Vật liệu niêm phong:
Các con dấu của van thường được làm bằng EPDM kháng nhiệt độ cao (cao su monome ethylene propylene diene) hoặc silicon để đảm bảo độ co giãn tốt ở nhiệt độ cao.
Nếu môi trường bị ăn mòn, PTFE (Polytetrafluoroetylen) có thể được chọn làm vật liệu niêm phong.
3. Thiết kế kết cấu
Thiết kế kết cấu của van cần tính đến khả năng chịu áp lực, hiệu suất niêm phong và thuận tiện hoạt động:
Thiết kế độ dày tường:
Theo tiêu chuẩn ISO 15874 hoặc GB/T 18742, tính toán độ dày thành tối thiểu của thân van để đảm bảo rằng nó có thể chịu được áp suất và nhiệt độ thiết kế.
Trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao, tăng một cách thích hợp độ dày thành để bù hiệu ứng creep của vật liệu do sử dụng lâu dài.
Hình dạng cơ thể van:
Thiết kế một cơ thể van được sắp xếp hợp lý để giảm điện trở dòng chảy của môi trường trong khi tránh các khu vực nồng độ ứng suất.
Đảm bảo rằng bề mặt bên trong của thân van mịn để giảm khả năng lưu giữ và tỷ lệ trung bình.
Cấu trúc con dấu:
Áp dụng một thiết kế niêm phong hai lớp (như con dấu phẳng O-ring) để cải thiện độ tin cậy niêm phong.

Trong môi trường nhiệt độ cao và áp suất cao, thêm thiết kế chống lo lắng (như khóa chỉ hoặc máy giặt lò xo) để ngăn chặn con dấu bị hỏng do sự giãn nở hoặc rung động nhiệt.
4. Bù mở rộng nhiệt
Vật liệu PPR có hệ số giãn nở nhiệt cao và dễ bị biến dạng trong môi trường nhiệt độ cao. Do đó, các biện pháp sau đây cần phải được thực hiện:
Kết nối linh hoạt:
Sử dụng các khớp linh hoạt (như ống thổi hoặc khớp cao su) giữa van và đường ống để hấp thụ sự dịch chuyển do sự giãn nở nhiệt.
Khoảng cách dành riêng:
Dự trữ khoảng cách mở rộng thích hợp trong quá trình lắp đặt để tránh nồng độ ứng suất gây ra bởi sự giãn nở nhiệt.
Thiết kế sườn cốt thép:
Thêm xương sườn gia cố vào vỏ van để cải thiện độ cứng tổng thể và giảm tác động của sự mở rộng nhiệt lên cấu trúc.
5. Quy trình sản xuất
Quá trình sản xuất van PPR ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và hiệu suất của nó:
Đúc phun:
Tối ưu hóa các thông số quá trình đúc phun (như nhiệt độ tan chảy, áp suất phun, thời gian làm mát) để đảm bảo rằng vật liệu lấp đầy khuôn và giảm căng thẳng bên trong.
Sử dụng khuôn chính xác cao để đảm bảo tính nhất quán của kích thước cơ thể van và chất lượng bề mặt.
Quy trình hàn:
Đối với các van có các bộ phận hàn, công nghệ hàn nóng chảy nóng được sử dụng để đảm bảo sức mạnh và niêm phong của mối hàn.
Kiểm soát nhiệt độ hàn và thời gian để tránh quá nóng gây ra sự suy giảm vật liệu hoặc quá mức gây ra hàn lỏng.
Hậu xử lý:
Ủ các sản phẩm hoàn chỉnh để loại bỏ căng thẳng bên trong và cải thiện khả năng chống leo của vật liệu.
6. Độ bền và kiểm tra
Để đảm bảo rằng van có thể hoạt động ổn định và trong một thời gian dài dưới môi trường nhiệt độ cao và áp suất cao, các thử nghiệm nghiêm ngặt được yêu cầu:
Kiểm tra áp suất:
Theo các tiêu chuẩn (như ISO 15874 hoặc GB/T 18742), van phải chịu thử nghiệm thủy tĩnh để xác minh khả năng chịu áp suất của nó.
Kiểm tra nhiệt độ:
Van được đặt trong môi trường nhiệt độ cao (chẳng hạn như 95 ° C trở lên) trong một thử nghiệm lão hóa thời gian dài để đánh giá sự thay đổi hiệu suất của nó.
Kiểm tra mệt mỏi:
Mô phỏng các điều kiện sử dụng thực tế và thực hiện nhiều hoạt động chuyển đổi trên van để xác minh độ bền và hiệu suất niêm phong của nó.
Bài kiểm tra bùng nổ:
Kiểm tra điểm phá vỡ của van dưới áp lực cực độ để đảm bảo biên độ an toàn của nó.
7. Cài đặt và bảo trì
Cài đặt thích hợp:
Sử dụng các công cụ nóng chảy đặc biệt để hàn và đảm bảo rằng nhiệt độ hàn (thường là 260 ° C) và thời gian đáp ứng các yêu cầu.
Tránh uốn cong quá mức hoặc kéo dài đường ống để ngăn chặn căng thẳng bổ sung trên van.
Kiểm tra thường xuyên:
Thường xuyên kiểm tra hiệu suất niêm phong của van và tính linh hoạt hoạt động, và thay thế các bộ phận lão hóa hoặc bị hư hỏng kịp thời.
Bảo vệ chất chống đông: Trong các khu vực lạnh, thực hiện các biện pháp cách nhiệt (như bọc cotton cách nhiệt hoặc băng làm nóng điện) để ngăn van bị hỏng do độ giòn của nhiệt độ thấp.
8. Sự đổi mới và trí thông minh
Với sự phát triển của công nghệ, nhiều chức năng có thể được thêm vào các van PPR:
Giám sát thông minh: Các cảm biến tích hợp theo dõi áp suất, nhiệt độ và dòng chảy của van trong thời gian thực và truyền dữ liệu đến hệ thống điều khiển trung tâm.
Điều khiển từ xa: Thêm bộ truyền động điện hoặc khí nén để đạt được các chức năng chuyển đổi và điều chỉnh từ xa.
Vật liệu kháng khuẩn: Trong hệ thống nước uống, vật liệu PPR kháng khuẩn được sử dụng để ức chế sự phát triển của vi khuẩn.

Thiết kế van PPR có thể hoạt động ổn định trong một thời gian dài dưới môi trường nhiệt độ cao và áp suất cao đòi hỏi tối ưu hóa từ nhiều khía cạnh như lựa chọn vật liệu, thiết kế kết cấu, quy trình sản xuất và bù mở rộng nhiệt. Thông qua thiết kế hợp lý và thử nghiệm nghiêm ngặt, các van PPR hiệu suất cao và hiệu suất cao có thể được tạo ra để đáp ứng nhu cầu của các điều kiện làm việc phức tạp khác nhau.