A PVDF (polivinilidén-fluorid) egy félig kristályos fluoropolimer, amelyet körülbelül 175–177 ° C-os magas olvadáspont jellemez, és egy lenyűgöző folyamatos szolgáltatási hőmérsékleti képesség, amely 140 ° C-ig tart, a nyomás és az alkalmazás sajátosságaitól függően. Ez a széles hőmérsékleti tolerancia természetéből adódóan a PVDF szelepeket úgy helyezi, mint a széles termikus tartományban lévő folyadékrendszerekhez. A kulcsfontosságú tényező a PVDF viszonylag alacsony hőtágulási együtthatója (CTE), nagyjából 100 × 10⁻⁶ /° C, amely lényegesen alacsonyabb, mint sok más általános műanyag, például polipropilén vagy polietilén. Ez a mérsékelt CTE azt jelenti, hogy amikor a PVDF szelepeket hőmérsékletváltozásnak vetik alá, akkor méretváltozásaik korlátozódnak, csökkentve a belső feszültségek nagyságát, amelyet hőtágulás vagy összehúzódás okoz. Ez a dimenziós stabilitás elengedhetetlen, mivel a túlzott mértékű tágulás vagy összehúzódás a szoros tömítések eltorzításához, repedéséhez vagy elvesztéséhez vezethet, amelyek mindegyike veszélyezteti a szelep integritását. A PVDF jó hővezetőképességet mutat más polimerekhez képest, lehetővé téve, hogy a hőt egyenletesebben eloszlatja és minimalizálja a szeleptestben a hőkaradiókat, amelyek egyébként stresszpontokat hozhatnak létre.
A PVDF másik kritikus előnye a termikus kerékpározás kezelésében a kivételes szilárdsága és az átfedéstől való ellenállás a széles hőmérsékleti spektrumon keresztül. Sok olyan műanyagtól eltérően, amelyek törékenyek és hajlamosak az alacsony hőmérsékleten történő repedésre vagy az ismételt termikus ciklus után, a PVDF megőrzi a rugalmasságot és az ütés ellenállását még hideg környezetnek vagy gyors hűtési eseményeknek való kitettség után is. Ez a keménység lehetővé teszi a PVDF szelepek számára, hogy felszívódjanak és elosztják a hirtelen hőmérsékleti eltolódásokból fakadó mechanikai feszültségeket, anélkül, hogy mikrokotok vagy törések alakulnának ki. A polimer félig kristályos szerkezete hozzájárul ehhez a mechanikus ellenálló képességhez azáltal, hogy a merevség és a rugalmasság kiegyensúlyozott kombinációját biztosítja. Gyakorlati szempontból ez azt jelenti, hogy a PVDF szelepek kevésbé valószínű, hogy kudarcot vallnak, ha olyan folyamatoknak vannak kitéve, mint például a termikus sokk vagy a ciklikus fűtés és a hűtés - a kémiai gyártás, a gyógyszerészeti feldolgozás vagy a vízkezelő telepek -, ahol a szelepek gyakran gyors változást tapasztalnak a folyadék hőmérsékletében.
A PVDF műanyag csőszelepek úgy tervezték, hogy optimalizálják a termikus kerékpározásra adott válaszukat. A tervezők vastagabb falrészeket vagy bordákat tartalmaznak a mechanikus feszültségre hajlamos régiókban, különösen a karima csatlakozásai, ízületei vagy területei körül, ahol a hőmérséklet által kiváltott mozgás koncentrál. Ezek a megerősítések javítják a szeleptest ellenállását a deformációval vagy a repedéssel szemben túlzott anyaghasználat nélkül. A belső áramlási átjárókat sima átmenetekkel és lekerekített sarkokkal tervezték, hogy elkerüljék a feszültségkoncentrációkat, amelyek az ismételt hőterhelés alatt álló repedések iniciációs pontjaként szolgálhatnak. A pecsétek kiválasztása és integrációja szintén döntő jelentőségű; A kompatibilis elasztomer tömítéseket, például az FKM -t (fluoroelastomer) vagy az EPDM -t (etilén propilén -dién -monomer) választják, hogy képesek fenntartani a rugalmasságot és a tömítést a hőmérsékleti ingadozások között. Egyes szeleptervek olyan rugalmas alkatrészeket tartalmaznak, mint például a bővítési fújtató vagy kompenzátorok, amelyek elnyelik a csővezeték -hálózat méretbeli változásait, megakadályozva a PVDF szeleptest indokolatlan mechanikus feszültségét. A precíziós gyártási toleranciák biztosítják, hogy a párosító alkatrészek enyhítsék az enyhe dimenziós eltolódást anélkül, hogy veszélyeztetnék a szivárgást.
Még a legmegfelelőbb PVDF szeleptervek is gondos telepítést és működési menedzsmentet igényelnek a termikus kerékpározás ellenálló képességének teljes kihasználása érdekében. A telepítési iránymutatások hangsúlyozzák a tágulási illesztések vagy a csővezetékben lévő rugalmas kapcsolók beépítését a csatlakoztatott csövek és szelepek hőkapárának és összehúzódásának beillesztése érdekében, megakadályozva a mechanikus feszültség felhalmozódását. A tengelyirányú és oldalirányú mozgás megfelelő távolságának lehetővé tétele elősegíti a szelep integritásának megőrzését a hőmérsékleti ingadozások során. Működési szempontból a hőmérséklet fokozatos felbukkanása az indítás és a leállási szekvenciák során minimalizálja a hő sokkot, ami különösen akkor fontos, ha a szélsőséges hőmérsékleten a folyadékok érintkeznek a szelep felületeivel. Az automatizált rendszerek integrálhatják a hőmérséklet -megfigyelést és a vezérlő logikát a folyamat paramétereinek modulálására, és elkerülhetik a hirtelen hőátmeneteket, amelyek egyébként felgyorsíthatják az anyag fáradtságát. A rutinellenőrzés és a megelőző karbantartás szintén elősegíti a hőfáradtság vagy a pecsét lebomlásának korai jeleinek felismerését, lehetővé téve a korrekciós intézkedéseket a hibák bekövetkezése előtt.
