كيف تتعامل الصمامات البلاستيكية CPVC مع التآكل والجسيمات داخل تيارات السوائل؟

CPVC (كلوريد البولي فينيل المكلور) هو بوليمر بالحرارة يستخدم على نطاق واسع في تطبيقات الأنابيب والصمام حيث تكون مقاومة التآكل أمرًا بالغ الأهمية. بينما توفر CPVC مقاومة رائعة لمجموعة واسعة من المواد الكيميائية ، فإن صلابةها الميكانيكية أقل بطبيعتها من المعادن مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو النحاس. يترجم هذا الصلابة المخفضة إلى قابلية أكبر للارتداء الميكانيكي عند تعرضها للجزيئات الكاشطة داخل السائل. تتكون البنية المجهرية لـ CPVC من سلاسل البوليمرات ذات بدائل الكلور التي تعزز المقاومة الكيميائية ولكنها لا تزيد بشكل كبير من مقاومة التآكل. عادةً ما يؤدي التآكل بالمواد الجسيمية إلى قطع صغيرة وخدش وتخفيف تدريجي للأسطح الداخلية للصمام. على التعرض المطول لفترة طويلة ، يؤدي ذلك إلى تدهور النزاهة الهيكلية ، وزيادة خطر التكسير ، وفقدان فعالية الختم بسبب المخالفات السطحية. على الرغم من ذلك ، فإن صلابة CPVC النسبية ومقاومة التأثير تسمح لها بتحديد الظروف الكاشطة المعتدلة ، لا سيما عندما تكون الجسيمات جيدة ومنخفضة في التركيز.

التصميم الداخلي ل CPVC الصمامات البلاستيكية يؤثر بشكل نقدي على كيفية تفاعل المادة الجسيمية مع مكونات الصمام. على سبيل المثال ، يحتوي صمام كرة CPVC على عنصر إغلاق كروي يدور داخل تجويف أسطواني ناعم. يقلل هذا التصميم من الاضطراب السائل ويمنع مناطق الركود حيث قد تستقر الجسيمات ، مما يقلل من التآكل الموضعي. يسمح السطح الكروي للجسيمات بالتدفق الماضي مع منطقة اتصال محدودة. على النقيض من ذلك ، تتميز صمامات الحجاب الحاجز بأغشية مرنة تضغط على المقاعد لإغلاق مسار التدفق ، والتي قد تحتوي على شقوق أو طيات حيث يمكن للجسيمات أن تسقط وتسبب التآكل أو التمسك بالختم. قد تخلق صمامات الفراشة ، مع قرص يدور عبر مسار التدفق ، اضطرابات التدفق التي تزيد من تأثير الجسيمات على أسطح محددة. تتضمن بعض تصميمات صمام CPVC الأختام والمقاعد القابلة للاستبدال المصنوعة من المرنة الأكثر صلابة أو المواد البلاستيكية المعززة لتحسين مقاومة التآكل الجسيمات. يؤثر الانتهاء من السطح الداخلي للصمام ، مثل النعومة والطلاء ، أيضًا على معدلات التآكل عن طريق تقليل الاحتكاك والتصاق الجسيمات.

حجم ، صلابة ، شكل ، وتركيز الجسيمات في تيار السوائل هي عوامل حاسمة في شدة التآكل. قد تتصرف الجزيئات الدقيقة التي تقل عن 50 ميكرونًا أشبه بتعليق السوائل ، مما يسبب الحد الأدنى من الضرر الميكانيكي بسبب انخفاض قوى التأثير. ومع ذلك ، فإن الجزيئات الخشنة ، والمواد الصلبة الزاوية أو البلورية مثل الرمال أو السيليكا أو الرواسب المعدنية ، تمارس قوى تآكل أعلى بكثير. يمكن للجزيئات الصلبة أن تتفق على أسطح CPVC من خلال الرفع الدقيق والتعب السطحي. تركيز الجزيئات أمر بالغ الأهمية ؛ قد تسبب التعليقات المخففة تآكلًا ضئيلًا ، لكن الملاط الكثيف يضخّم بشكل كبير خطر التآكل بسبب التأثير التراكمي وتأثيرات الكشط. شكل الجسيمات يؤثر على التآكل. تسبب الجزيئات الحادة أو الزاوية إجراء قطع أكثر عدوانية من الجزيئات المستديرة. معرفة هذه الخصائص ضرورية لاختيار مواد الصمام والتنبؤ فترات الصيانة.

ديناميات السوائل داخل الصمام تعدل بقوة آثار تآكل المادة الجسيمية. تزيد سرعات التدفق العالية من الطاقة الحركية الجسيمات بشكل كبير ، وتكثيف التأثيرات الميكانيكية على أسطح الصمام. يؤدي الاضطراب داخل تجويف الصمام وأنابيب المصب إلى تأثير الجزيئات على الأسطح من زوايا متعددة وبسرعة متفاوتة ، مما يؤدي إلى تفاقم أنماط التآكل. يمكن أن تؤدي تقلبات الضغط ، والشركات الناشئة السريعة ، والإغلاق إلى أنظمة تدفق عابرة مع ضغوط قص عالية ، مما يزيد من التآكل. الضعف بشكل خاص هي حواف الصمامات والمقاعد وأسطح الختم حيث يتقارب التدفق أو يغير الاتجاه بشكل حاد ، مما يسبب تأثير الجسيمات وتأثيرات تشبه التجويف. يمكن أن يؤدي التحكم في معدلات التدفق من خلال تصميم النظام ، مثل تثبيت تقييد التدفق أو المخالفات ، إلى تقليل التآكل الناجم عن التآكل بشكل كبير على صمامات CPVC .