प्लास्टिक वाल्वों की बढ़ती पहुंच

हालाँकि प्लास्टिक वाल्वों को कभी-कभी एक विशिष्ट उत्पाद के रूप में देखा जाता है—औद्योगिक प्रणालियों के लिए प्लास्टिक पाइपिंग उत्पाद बनाने या डिज़ाइन करने वालों या जिनके पास अति-स्वच्छ उपकरण होने चाहिए, उनकी पहली पसंद—यह मान लेना कि इन वाल्वों के कई सामान्य उपयोग नहीं हैं, अदूरदर्शिता होगी। वास्तव में, आज प्लास्टिक वाल्वों के उपयोग की एक विस्तृत श्रृंखला है क्योंकि सामग्री के प्रकार बढ़ रहे हैं और अच्छे डिज़ाइनर जिन्हें इन सामग्रियों की आवश्यकता है, उनके पास इन बहुमुखी उपकरणों के उपयोग के अधिक से अधिक तरीके हैं।

प्लास्टिक के गुण

थर्मोप्लास्टिक वाल्व के कई फायदे हैं—संक्षारण, रासायनिक और घर्षण प्रतिरोध; चिकनी अंदरूनी दीवारें; हल्का वजन; स्थापना में आसानी; लंबी जीवन प्रत्याशा; और कम जीवन-चक्र लागत। इन फायदों के कारण, जल वितरण, अपशिष्ट जल उपचार, धातु और रासायनिक प्रसंस्करण, खाद्य और औषधि उद्योग, बिजली संयंत्रों, तेल शोधन कारखानों आदि जैसे वाणिज्यिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों में प्लास्टिक वाल्वों की व्यापक स्वीकृति हुई है।

प्लास्टिक वाल्व कई अलग-अलग सामग्रियों से बनाए जा सकते हैं जिनका उपयोग विभिन्न विन्यासों में किया जाता है। सबसे आम थर्मोप्लास्टिक वाल्व पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी), क्लोरीनेटेड पॉलीविनाइल क्लोराइड (सीपीवीसी), पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी), और पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड (पीवीडीएफ) से बने होते हैं। पीवीसी और सीपीवीसी वाल्व आमतौर पर सॉल्वेंट सीमेंटिंग सॉकेट सिरों, या थ्रेडेड और फ्लैंज्ड सिरों द्वारा पाइपिंग सिस्टम से जुड़े होते हैं; जबकि पीपी और पीवीडीएफ के लिए पाइपिंग सिस्टम के घटकों को ऊष्मा-, बट- या विद्युत-संलयन तकनीकों द्वारा जोड़ने की आवश्यकता होती है।

थर्मोप्लास्टिक वाल्व संक्षारक वातावरण में उत्कृष्ट होते हैं, लेकिन सामान्य जल सेवा में भी उतने ही उपयोगी होते हैं क्योंकि वे सीसा-मुक्त1, विजिंकीकरण-प्रतिरोधी होते हैं और उनमें जंग नहीं लगता। पीवीसी और सीपीवीसी पाइपिंग प्रणालियों और वाल्वों का स्वास्थ्य संबंधी प्रभावों के लिए एनएसएफ [राष्ट्रीय स्वच्छता फाउंडेशन] मानक 61 के अनुसार परीक्षण और प्रमाणन किया जाना चाहिए, जिसमें अनुलग्नक जी के लिए कम सीसा आवश्यकता भी शामिल है। संक्षारक तरल पदार्थों के लिए उपयुक्त सामग्री का चयन निर्माता की रासायनिक प्रतिरोध मार्गदर्शिका से परामर्श करके और प्लास्टिक सामग्री की मजबूती पर तापमान के प्रभाव को समझकर किया जा सकता है।

हालाँकि पॉलीप्रोपाइलीन में पीवीसी और सीपीवीसी की आधी ताकत होती है, फिर भी इसमें सबसे बहुमुखी रासायनिक प्रतिरोध होता है क्योंकि इसके कोई ज्ञात विलायक नहीं हैं। पीपी सांद्र एसिटिक अम्लों और हाइड्रॉक्साइडों में अच्छा प्रदर्शन करता है, और यह अधिकांश अम्लों, क्षारों, लवणों और कई कार्बनिक रसायनों के हल्के घोलों के लिए भी उपयुक्त है।

पीपी एक रंजित या अरंजित (प्राकृतिक) पदार्थ के रूप में उपलब्ध है। प्राकृतिक पीपी पराबैंगनी (यूवी) विकिरण द्वारा बुरी तरह से क्षीण हो जाता है, लेकिन जिन यौगिकों में 2.5% से अधिक कार्बन ब्लैक रंजकता होती है, वे पर्याप्त रूप से यूवी स्थिर होते हैं।

पीवीडीएफ पाइपिंग प्रणालियों का उपयोग फार्मास्यूटिकल से लेकर खनन तक, विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है क्योंकि पीवीडीएफ अपनी मज़बूती, कार्यशील तापमान और लवणों, प्रबल अम्लों, तनु क्षारों और कई कार्बनिक विलायकों के प्रति रासायनिक प्रतिरोध के कारण होता है। पीपी के विपरीत, पीवीडीएफ सूर्य के प्रकाश से क्षीण नहीं होता; हालाँकि, प्लास्टिक सूर्य के प्रकाश के लिए पारदर्शी होता है और तरल को यूवी विकिरण के संपर्क में ला सकता है। हालाँकि पीवीडीएफ का प्राकृतिक, बिना रंगद्रव्य वाला सूत्रीकरण उच्च-शुद्धता वाले, आंतरिक अनुप्रयोगों के लिए उत्कृष्ट है, लेकिन इसमें खाद्य-ग्रेड लाल जैसे रंगद्रव्य मिलाने से सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने की अनुमति मिलती है और तरल माध्यम पर कोई प्रतिकूल प्रभाव नहीं पड़ता।

प्लास्टिक प्रणालियों में डिज़ाइन संबंधी चुनौतियाँ होती हैं, जैसे तापमान के प्रति संवेदनशीलता और तापीय विस्तार व संकुचन, लेकिन इंजीनियर सामान्य और संक्षारक वातावरण के लिए टिकाऊ, लागत-प्रभावी पाइपिंग प्रणालियाँ डिज़ाइन कर सकते हैं और उन्होंने ऐसा किया भी है। डिज़ाइन का मुख्य विचार यह है कि प्लास्टिक का तापीय विस्तार गुणांक धातु से अधिक होता है—उदाहरण के लिए, थर्मोप्लास्टिक स्टील से पाँच से छह गुना अधिक होता है।

पाइपिंग सिस्टम डिज़ाइन करते समय और वाल्व प्लेसमेंट और वाल्व सपोर्ट पर पड़ने वाले प्रभाव पर विचार करते समय, थर्मोप्लास्टिक्स में एक महत्वपूर्ण विचार तापीय विस्तार है। तापीय विस्तार और संकुचन से उत्पन्न होने वाले तनावों और बलों को दिशा में लगातार परिवर्तन या विस्तार लूप लगाकर पाइपिंग सिस्टम में लचीलापन प्रदान करके कम या समाप्त किया जा सकता है। पाइपिंग सिस्टम में यह लचीलापन प्रदान करके, प्लास्टिक वाल्व को उतना तनाव अवशोषित करने की आवश्यकता नहीं होगी।

चूँकि थर्मोप्लास्टिक तापमान के प्रति संवेदनशील होते हैं, इसलिए तापमान बढ़ने पर वाल्व की दाब रेटिंग कम हो जाती है। विभिन्न प्लास्टिक सामग्रियों में तापमान बढ़ने पर उसी के अनुरूप विचलन होता है। तरल का तापमान ही एकमात्र ऊष्मा स्रोत नहीं हो सकता जो प्लास्टिक वाल्व की दाब रेटिंग को प्रभावित कर सकता है—अधिकतम बाहरी तापमान को डिज़ाइन में शामिल किया जाना चाहिए। कुछ मामलों में, पाइपिंग के बाहरी तापमान के अनुसार डिज़ाइन न करने से पाइप सपोर्ट की कमी के कारण अत्यधिक ढीलापन हो सकता है। पीवीसी का अधिकतम सेवा तापमान 140°F होता है; सीपीवीसी का अधिकतम 220°F होता है; पीपी का अधिकतम 180°F होता है; और पीवीडीएफ वाल्व 280°F तक का दाब बनाए रख सकते हैं।

तापमान पैमाने के दूसरी ओर, अधिकांश प्लास्टिक पाइपिंग प्रणालियाँ हिमांक से नीचे के तापमान में भी काफी अच्छी तरह काम करती हैं। वास्तव में, तापमान कम होने पर थर्मोप्लास्टिक पाइपिंग में तन्य शक्ति बढ़ जाती है। हालाँकि, तापमान कम होने पर अधिकांश प्लास्टिक का प्रभाव प्रतिरोध कम हो जाता है, और प्रभावित पाइपिंग सामग्री में भंगुरता दिखाई देती है। जब तक वाल्व और उससे जुड़ी पाइपिंग प्रणाली अप्रभावित रहती है, वस्तुओं के प्रहार या टकराने से प्रभावित नहीं होती है, और संचालन के दौरान पाइपिंग गिरती नहीं है, तब तक प्लास्टिक पाइपिंग पर प्रतिकूल प्रभाव कम से कम होते हैं।

थर्मोप्लास्टिक वाल्व के प्रकार

बॉल वाल्व, चेक वाल्व, बटरफ्लाई वाल्व और डायाफ्राम वाल्व, शेड्यूल 80 प्रेशर पाइपिंग सिस्टम के लिए विभिन्न थर्मोप्लास्टिक सामग्रियों में उपलब्ध हैं, जिनमें कई ट्रिम विकल्प और सहायक उपकरण भी उपलब्ध हैं। मानक बॉल वाल्व आमतौर पर एक ट्रू यूनियन डिज़ाइन पाया जाता है जो रखरखाव के लिए वाल्व बॉडी को बिना किसी रुकावट के निकालने में आसानी प्रदान करता है। थर्मोप्लास्टिक चेक वाल्व बॉल चेक, स्विंग चेक, वाई-चेक और कोन चेक के रूप में उपलब्ध हैं। बटरफ्लाई वाल्व आसानी से धातु के फ्लैंज के साथ जुड़ जाते हैं क्योंकि वे बोल्ट होल, बोल्ट सर्कल और ANSI क्लास 150 के समग्र आयामों के अनुरूप होते हैं। थर्मोप्लास्टिक भागों का चिकना आंतरिक व्यास डायाफ्राम वाल्व के सटीक नियंत्रण को और भी बेहतर बनाता है।

पीवीसी और सीपीवीसी बॉल वाल्व कई अमेरिकी और विदेशी कंपनियों द्वारा 1/2 इंच से 6 इंच के आकार में सॉकेट, थ्रेडेड या फ्लैंज्ड कनेक्शन के साथ निर्मित किए जाते हैं। आधुनिक बॉल वाल्वों के वास्तविक यूनियन डिज़ाइन में दो नट होते हैं जो बॉडी पर स्क्रू से लगे होते हैं, बॉडी और अंतिम कनेक्टरों के बीच इलास्टोमेरिक सील को संपीड़ित करते हैं। कुछ निर्माताओं ने दशकों से बॉल वाल्व बिछाने की लंबाई और नट थ्रेड को एक समान बनाए रखा है ताकि पुराने वाल्वों को आस-पास की पाइपिंग में बदलाव किए बिना आसानी से बदला जा सके।

एथिलीन प्रोपिलीन डायन मोनोमर (EPDM) इलास्टोमेरिक सील वाले बॉल वाल्वों को पेयजल में उपयोग के लिए NSF-61G प्रमाणित होना चाहिए। फ्लोरोकार्बन (FKM) इलास्टोमेरिक सील का उपयोग उन प्रणालियों के लिए एक विकल्प के रूप में किया जा सकता है जहाँ रासायनिक अनुकूलता एक चिंता का विषय है। FKM का उपयोग खनिज अम्लों से जुड़े अधिकांश अनुप्रयोगों में भी किया जा सकता है, हाइड्रोजन क्लोराइड, लवण विलयन, क्लोरीनयुक्त हाइड्रोकार्बन और पेट्रोलियम तेलों को छोड़कर।

पीवीसी और सीपीवीसी बॉल वाल्व, 1/2-इंच से 2 इंच तक, गर्म और ठंडे पानी के अनुप्रयोगों के लिए एक उपयुक्त विकल्प हैं, जहाँ अधिकतम गैर-झटका जल सेवा 73°F पर 250 psi जितनी अधिक हो सकती है। बड़े बॉल वाल्व, 2-1/2 इंच से 6 इंच तक, 73°F पर 150 psi की निम्न दाब रेटिंग रखते हैं। रासायनिक परिवहन में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले, पीपी और पीवीडीएफ बॉल वाल्व (चित्र 3 और 4), सॉकेट, थ्रेडेड या फ्लैंज्ड-एंड कनेक्शन के साथ 1/2-इंच से 4 इंच के आकार में उपलब्ध हैं, आमतौर पर परिवेश के तापमान पर 150 psi की अधिकतम गैर-झटका जल सेवा के लिए रेटेड होते हैं।

थर्मोप्लास्टिक बॉल चेक वाल्व एक ऐसी गेंद पर निर्भर करते हैं जिसका विशिष्ट गुरुत्व पानी के विशिष्ट गुरुत्व से कम होता है, इसलिए यदि ऊपर की ओर दबाव कम हो जाता है, तो गेंद सीलिंग सतह पर वापस धँस जाएगी। इन वाल्वों का उपयोग समान प्लास्टिक बॉल वाल्वों के समान सेवा में किया जा सकता है क्योंकि ये सिस्टम में नई सामग्री नहीं डालते हैं। अन्य प्रकार के चेक वाल्वों में धातु के स्प्रिंग शामिल हो सकते हैं जो संक्षारक वातावरण में टिक नहीं पाते हैं।

2 इंच से 24 इंच तक के आकार वाले प्लास्टिक बटरफ्लाई वाल्व बड़े व्यास वाली पाइपिंग प्रणालियों के लिए लोकप्रिय हैं। प्लास्टिक बटरफ्लाई वाल्व के निर्माता निर्माण और सीलिंग सतहों के लिए अलग-अलग तरीके अपनाते हैं। कुछ निर्माता इलास्टोमेरिक लाइनर (चित्र 5) या ओ-रिंग का उपयोग करते हैं, जबकि अन्य इलास्टोमेरिक-लेपित डिस्क का उपयोग करते हैं। कुछ निर्माता बॉडी को एक ही सामग्री से बनाते हैं, लेकिन आंतरिक, गीले घटक सिस्टम सामग्री के रूप में काम करते हैं, जिसका अर्थ है कि एक पॉलीप्रोपाइलीन बटरफ्लाई वाल्व बॉडी में एक EPDM लाइनर और PVC डिस्क या सामान्य रूप से पाए जाने वाले थर्मोप्लास्टिक और इलास्टोमेरिक सील के साथ कई अन्य विन्यास हो सकते हैं।

प्लास्टिक बटरफ्लाई वाल्व की स्थापना सरल है क्योंकि ये वाल्व वेफर शैली में निर्मित होते हैं और इनके शरीर में इलास्टोमेरिक सील डिज़ाइन की जाती हैं। इन्हें गैस्केट लगाने की आवश्यकता नहीं होती। दो मेटिंग फ्लैंज के बीच लगे प्लास्टिक बटरफ्लाई वाल्व को बोल्ट से तीन चरणों में अनुशंसित बोल्ट टॉर्क तक सावधानीपूर्वक लगाया जाना चाहिए। ऐसा इसलिए किया जाता है ताकि सतह पर एक समान सील बनी रहे और वाल्व पर कोई असमान यांत्रिक दबाव न पड़े।

धातु वाल्व विशेषज्ञों को व्हील और स्थिति सूचकों वाले प्लास्टिक डायाफ्राम वाल्वों के शीर्ष कार्य परिचित लगेंगे (चित्र 6); हालाँकि, प्लास्टिक डायाफ्राम वाल्व में थर्मोप्लास्टिक बॉडी की चिकनी आंतरिक दीवारों सहित कुछ विशिष्ट लाभ शामिल हो सकते हैं। प्लास्टिक बॉल वाल्व की तरह, इन वाल्वों के उपयोगकर्ताओं के पास ट्रू यूनियन डिज़ाइन स्थापित करने का विकल्प होता है, जो वाल्व के रखरखाव कार्य के लिए विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है। या, उपयोगकर्ता फ्लैंज्ड कनेक्शन चुन सकता है। बॉडी और डायाफ्राम सामग्री के सभी विकल्पों के कारण, इस वाल्व का उपयोग विभिन्न रासायनिक अनुप्रयोगों में किया जा सकता है।

किसी भी अन्य वाल्व की तरह, प्लास्टिक वाल्वों को सक्रिय करने की कुंजी संचालन आवश्यकताओं, जैसे वायवीय बनाम विद्युत और डीसी बनाम एसी पावर, का निर्धारण करना है। लेकिन प्लास्टिक के मामले में, डिज़ाइनर और उपयोगकर्ता को यह भी समझना होगा कि एक्ट्यूएटर के आसपास किस प्रकार का वातावरण होगा। जैसा कि पहले बताया गया है, प्लास्टिक वाल्व संक्षारक स्थितियों, जिनमें बाहरी संक्षारक वातावरण भी शामिल है, के लिए एक बेहतरीन विकल्प हैं। इसलिए, प्लास्टिक वाल्वों के लिए एक्ट्यूएटर की आवरण सामग्री एक महत्वपूर्ण विचारणीय बिंदु है। प्लास्टिक वाल्व निर्माताओं के पास इन संक्षारक वातावरणों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए प्लास्टिक से ढके एक्ट्यूएटर या एपॉक्सी-लेपित धातु आवरण के रूप में विकल्प उपलब्ध हैं।

जैसा कि यह लेख दर्शाता है, प्लास्टिक वाल्व आज नए अनुप्रयोगों और स्थितियों के लिए सभी प्रकार के विकल्प प्रदान करते हैं