Kokie sklendės tinka atviriems cirkuliaciniams vandens tiekimo sistemoms?

Specifinės problemos atvirose cirkuliacinėse vandens sistemose

Kaip temperatūros svyravimai, pakabinamosios dalelės ir nestabilus srautas veikia sklendžių vientisumą

Atviro cirkuliavimo vandens sistemos kasdien patiria sunkias temperatūros kaitas, kartais svyruojančias daugiau nei 30 laipsnių pagal Farenheitą pirmyn ir atgal. Pastovus šildymas ir aušinimas verčia vožtuvų detales kartotinai išsiplėsti ir susitraukti. Koks rezultatas? Sėdynių tarpikliai pradeda blogėti, o diskelio forma iškraipoma. Dar blogiau darosi, kai aplink plūduriuoja abrazyvūs dalelės, ypač tokios medžiagos kaip silicio smėlis, kurios žymiai greičiau nusidėvi svarbias hermetizavimo zonas. Taip pat yra problema dėl staigių srauto pokyčių. Kai įsijungia arba išjungiamos siurbliai, vandens plaktuko efektas sukuria slėgio šuolius, pasiekiančius beveik dvigubai didesnį nei įprastai sistemos slėgį. Šie slėgio šuoliai labai apkrauna diskelius ir tempti vožtuvų viduje esančius velenus. Pagal 2023 m. „Ponemon“ pramonės duomenis, vožtuvai, veikiantys šiomis sunkiomis sąlygomis, sugenda apie tris kartus greičiau lyginant su tais, kurie veikia stabiliausiose termoinėse aplinkose.

Bioapnaša ir chloro poveikis: kodėl dažnai sugenda standartiniai tarpinio vožtuvų konstrukciniai sprendimai

Atvirosios grandinės sistemos susiduria su rimtomis problemomis dėl mikroorganizmų kolonizacijos. Kai bioplėvelė auga diskelio kraštuose, tai labai trikdo sandarumą ir, pagal 2023 metų Vandens tyrimų fondų atliktų tyrimų duomenis, gali padidinti darbinį sukimo momentą nuo 40 iki 60 procentų. Įprastas sprendimas – chloru valymo priemonės, skirtos kontroliuoti biologinį aktyvumą, tačiau jos blogai reaguoja su dažniausiai naudojamais medžiagų tipais, tokiomis kaip EPDM guma, dėl ko ši paburksta ir laikui bėgant pradeda skilti į mažytes įtrūkimus. Ką tai lemia? Pradeda tekėti, o galiausiai sandarikliai visiškai sugenda. Įmonės, kurios naudoja tradicinius konstrukcinius sprendimus be jokių modifikacijų, gauna apie 2,7 karto daugiau netikėtų techninės priežiūros kvietimų, palyginti su objektais, kuriuose nurodytos polimerinės medžiagos, atsparios chloro poveikiui.

Optimalios tarpinio vožtuvo medžiagos korozijai atlaikyti ir ilgaamžiškumui užtikrinti

Lankstusis geležis vs. nerūdijantis plienas: AWWA C504 atitikimo, kainos ir tarnavimo laiko balansavimas

Renkantis statybinius medžiagų tipus, inžinieriai turi įvertinti jų atsparumą korozijai ir kainą. Lankstusis lietas yra paprastai pigesnis už nerūdijantį plieną – apie 40 % mažesnė kaina – ir atitinka AWWA C504 standartą, jei padengtas epoksidiniu sluoksniu. Nerūdijančio plieno rūšys, tokios kaip 304 ir 316, geriau atlaiko tokius pažeidimus kaip taškinė ar plyšinė korozija, ypač chloru apdorotame vandenyje ar aplinkose, kur yra daug pakabinamųjų dalelių. Pradinė nerūdijančio plieno kaina yra apie 1,5–2 kartus didesnė nei lanksčiojo lieto, tačiau daugelis nerūdijančio plieno montažų tarnauja ilgiau nei 25 metus, palyginti su tik vidutiniškai 15 metų lanksčiajam lietui šiurpiomis sąlygomis. Atsižvelgiant į ilgalaikes išlaidas, tie papildomi eksploatacijos metai sumažina bendras išlaidas maždaug 30 %. Sistemose, kuriose gedimai nepriimtini, dauguma specialistų renkasi nerūdijantį plieną, nepaisant aukštesnės pradinės kainos, nes jis tiesiog ilgiau tarnauja be reikalo keisti.

Medžiaga	Korozijos atsparumas	Tipiškas tarnavimo laikas	Atitiktis AWWA C504 standartui	Sąnaudų santykinis indeksas
Malleabilius keta	Vidutinis (su danga)	12–15 metų	Taip	100
Nerūdantis plienas	Aukštas	20-25 metų	Taip	150-200

EPDM, NBR ir FKM sėdynės: atitinkama elastingųjų medžiagų chemija pagal chloro kiekį ir mikroorganizmų augimo riziką

Elastomero pasirinkimas vožtuvų sėdymo vietoms tikrai turi įtakos sandarumo ilgaamžiškumui. EPDM gerai atsparus chlorui, kai koncentracija išlieka žemiau 5 dalių milijone, ir gali išlaikyti temperatūras nuo minus 40 laipsnių pagal Farenheitą iki 300 laipsnių. Tai daro jį tinkamu vėsinamo vandens sistemoms daugelyje pastatų. Kita vertus, NBR pasižymi geresniu atsparumu angliavandeniliams, tačiau greitai pradeda skilinėti, kai chloro lygis viršija 2 ppm. Sistemoms, kuriose dezinfekcija yra intensyvi arba dažnai kyla bioapnašų problemų, išsiskiria FKM, nes jis išlaiko vientisumą net esant chloro koncentracijai virš 15 ppm ir temperatūroms, pasiekiančioms iki 400 laipsnių pagal Farenheitą. Ypač vertingas FKM dėl savo nepralaidaus pobūdžio, kuris neleidžia bioplėvelėms kibti prie paviršių, sumažinant biocidų poreikį apie 40 procentų, kaip rodo nuotekų tyrimai. Kai bakterijų kiekis viršija 100 000 kolonijų sudarančių vienetų mililitre, daugelis inžinierių pastebi, kad FKM ilgalaikė nauda pateisina papildomas išlaidas, nepaisant didesnės pradinės kainos.

Sriegio vožtuvo konstrukcijos tipai: diskų geometrijos suderinimas su sistemos slėgiu ir sandarumo reikalavimais

Slapno vožtuvai yra būtini srauto reguliavimui atvirose cirkuliacinėse vandens sistemose. Tačiau netinkamo vožtuvo konstrukcijos pasirinkimas veda prie greitesnio dėvėjimosi ir ateityje – nutekėjimų. Disko forma lemia, kiek slėgio jis gali išlaikyti ir kaip gerai užsandarina. Pramonėje pagrindiniu būdu naudojami trys pagrindiniai tipai. Koncentriniai arba centrinio ašies vožtuvai turi savo ašį, einančią per diską ties jo viduriu, ir naudoja lankstaus sandarinimo medžiagas. Jie veikia geriausiai, kai slėgis neviršija apie 150 psi. Dvigubo poslinkio konstrukcijos perkela ašį atgal už disko krašto, todėl eksploatacijos metu trintis sumažėja maždaug 70 %. Tai daro juos tinkamus vidutinio slėgio situacijoms, kur dažnai keičiasi temperatūra, be to, jie atitinka AWWA C504 standartus. Trys poslinkio vožtuvai išsiskiria tuo, kad turi kūginės formos sandarinimo paviršius ir metalinius kontaktus vietoj gumos. Jie užtikrina praktiškai nesunkų uždarymą net ir labai dideliu slėgiu – virš 500 psi, todėl yra idealūs taikymams, pvz., garo injekcijos sistemoms ar cheminėms dozavimo procedūroms, kur patikimumas yra absoliučiai būtinas.

Vamzdžio tipas	Didžiausias slėgis	Dedamumo savybė	Optimalus taikymo kontekstas
Koncentric	≤150 psi	Pagrindinis sandarinimas	Šaltas vanduo, žemo slėgio siurbliai
Dvigubas poslinkis	150–300 psi	Nuo vidutinio iki didelio	Aušinimo bokštai, karšto aliejaus kontūrai
Trys poslinkiai	500+ psi	Visiškai sandarus	Garų linijos, didelio slėgio dozavimas

Skirtingi prijungimo būdai labai svarbūs renkantis tinkamą vožtuvą konkrečiai užduočiai. Plokštiniai vožtuvai geriausiai tinka ten, kur trūksta vietos, o skysčiui reikia tekėti abiem kryptimis. Sriegiuotų elementų tipų konstrukcijos tinka galinėms aplikacijoms, nereikalaujant pilnų flančių montavimo. Atkreipkite dėmesį, kad reguliavimo efektyvumas mažėja, kai koncentriniai vožtuvai pradeda prarasti savo efektyvumą apie 30 %, vos tik jie užsidaro daugiau nei 25 %. Dėl to inžinieriai dažnai pasirenka dvigubus ar trigubus poslinkio vožtuvus, kai reikia tikslaus srauto greičio valdymo. Niekada neturėtų būti nepaisoma temperatūros suderinamumo su vožtuvų sėdynėmis. Standartinės EPDM medžiagos pradeda skilinėti esant temperatūrai aukštesnei nei 250 laipsnių pagal Farenheitą (apie 121 laipsnį Celsijaus). Karštai veikiančioms sistemoms būtina pereiti prie FKM gumos ar net metalinių sėdynių, kad būtų išlaikytas tinkamas funkcionalumas ir saugos atsarga.

Svarbiausi sertifikatai tarpinės tipo vožtuvams geriamajam ir pramoniniame atvirome cikle naudojamam vandeniui

Kodėl AWWA C504 ir NSF/ANSI 61 yra privalomi tarpinio vožtuvo specifikacijai

Tarpiniai vožtuvai geriamajam vandeniui skirtose sistemose turi neleisti teršalams patekti, tuo pačiu atlaikydami įvairias mechanines apkrovas bei cheminę veiklą kasdien. AWWA C504 standartas tikrina, ar šie vožtuvai gali pasipriešinti korozijai ir išlaikyti slėgio bandymus. Kodėl tai svarbu? Na, pagal 2023 metų Water Research Foundation duomenis, apie ketvirtadalis vandens tiekimo mainų gedimų iš tiesų kyla dėl pačių vožtuvų problemų. Taip pat yra NSF/ANSI 61, kuris vertina, ar guminių detalių ar metalinių komponentų medžiagos galėtų išsiskirti kenksmingų medžiagų į čiaupo vandenį. Tai tampa itin svarbu, nes dezinfekcijai naudojamas chloras ilgainiui linkęs medžiagas skaidyti greičiau. Abu standartai veikia kartu ir yra privalomi visiems, dirbantiems su geriamuoju vandeniu skirtomis sistemomis. Jie padeda užtikrinti, kad tai, kas patenka į mūsų vamzdžius, būtų saugu vartoti.

• AWWA C504 užtikrina hidrodinaminį atsparumą smūginėms apkrovoms, kurios dažnos atvirose sistemose
• NSF/ANSI 61 neleidžia sunkiųjų metalų, tokių kaip švinas ar kadmis, išsiskyrimo
• Abiejų atitikčių derinys 40 % sumažina biofilmų susidarymo riziką lyginant su neturinčiomis sertifikatų vožtuvais (Environmental Science & Technology, 2022)

Nebuvo nei vienos iš sertifikacijų, įstaigoms kyla pavojus gauti baudas dėl reglamentavimo pažeidimų, kryžminio sujungimo pavojų bei greitesnio erozijos dėl pakabintų dalelių.

DUK

Kodėl tarpiniuose vandens tiekimo sistemose sklendės sugenda greičiau?

Pagrindinės greito gedimo priežastys yra temperatūros svyravimai, pakabintos dalelės, sukeliančios abraziją, bioapnašai ir chloro poveikis, kuris sukelia medžiagų ir sandarų nusidėvėjimą.

Kokios medžiagos yra optimaliausios sklendėms sudėtingose aplinkose?

Austenitinė plienas yra pageidautinas dėl aukšto atsparumo korozijai ir ilgesnio tarnavimo laiko lyginant su ketaus plienu, ypač sudėtingose aplinkose.

Kaip skirtingi elastingi sėdynės medžiaginiai atspara chlorui?

EPDM gali atlaikyti mažas chloro koncentracijas, o FKM gerai veikia esant didesnei chlorinacijai ir aukštesnėms temperatūroms, pasižymėdamas geresniu atsparumu mikroorganizmų augimui.

Kaip vožtuvų konstrukcijos tipai veikia našumą?

Koncentriniai vožtuvai tinka žemam slėgiui, dvigubo poslinkio – vidutiniam slėgiui su dažnais temperatūros pokyčiais, o trigubo poslinkio – aukštam slėgiui ir patikimumui reikalaujančiose aplikacijose.

Kokie sertifikatai būtini pleištiniams vožtuvams buitinės paskirties vandens sistemose?

AWWA C504 ir NSF/ANSI 61 sertifikatai yra būtini, nes jie užtikrina atsparumą korozijai, slėgiui ir neleidžia kenksmingoms medžiagoms išsiskirti į geriamąjį vandenį.