हालांकिप्लास्टिक वाल्वप्लास्टिक वाल्वों को कभी-कभी एक विशेष उत्पाद माना जाता है - औद्योगिक प्रणालियों के लिए प्लास्टिक पाइपिंग उत्पादों का निर्माण या डिजाइन करने वाले या जिन्हें अति-स्वच्छ उपकरणों की आवश्यकता होती है, उनकी पहली पसंद - यह मान लेना गलत होगा कि इन वाल्वों के कई सामान्य उपयोग नहीं हैं। वास्तव में, आज के प्लास्टिक वाल्वों के उपयोग की एक विस्तृत श्रृंखला है, क्योंकि सामग्रियों के प्रकारों का लगातार विस्तार हो रहा है, और कुशल डिजाइनरों को इन सामग्रियों की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि इन बहुक्रियाशील उपकरणों के उपयोग के अधिक से अधिक तरीके मौजूद हैं।

प्लास्टिक के गुण

थर्मोप्लास्टिक वाल्व के अनेक लाभ हैं—जंग, रासायनिक और घिसाव प्रतिरोध; चिकनी आंतरिक दीवारें; हल्का वजन; आसान स्थापना; लंबी जीवन प्रत्याशा; और कम जीवनचक्र लागत। इन लाभों के कारण जल वितरण, अपशिष्ट जल उपचार, धातु और रासायनिक प्रसंस्करण, खाद्य और फार्मास्यूटिकल्स, विद्युत संयंत्र, तेल रिफाइनरी आदि जैसे वाणिज्यिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों में प्लास्टिक वाल्वों को व्यापक स्वीकृति मिली है। प्लास्टिक वाल्वों का निर्माण विभिन्न प्रकार की सामग्रियों से और विभिन्न विन्यासों में किया जा सकता है। सबसे सामान्य थर्मोप्लास्टिक वाल्व पॉलीविनाइल क्लोराइड (PVC), क्लोरीनेटेड पॉलीविनाइल क्लोराइड (CPVC), पॉलीप्रोपाइलीन (PP) और पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड (PVDF) से बने होते हैं। PVC और CPVC वाल्वों को आमतौर पर सॉल्वेंट सीमेंटिंग सॉकेट एंड्स या थ्रेडेड और फ्लैंज्ड एंड्स द्वारा पाइपिंग सिस्टम से जोड़ा जाता है; जबकि, PP और PVDF के लिए पाइपिंग सिस्टम घटकों को हीट-फ्यूजन, बट-फ्यूजन या इलेक्ट्रो-फ्यूजन तकनीकों द्वारा जोड़ना आवश्यक होता है।

थर्मोप्लास्टिक वाल्व संक्षारक वातावरण में उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं, लेकिन सामान्य जल सेवाओं में भी उतने ही उपयोगी होते हैं क्योंकि ये सीसा रहित¹, जिंक-विघटन प्रतिरोधी होते हैं और इनमें जंग नहीं लगता। पीवीसी और सीपीवीसी पाइपिंग सिस्टम और वाल्वों का स्वास्थ्य प्रभावों के लिए एनएसएफ [राष्ट्रीय स्वच्छता फाउंडेशन] मानक 61 के अनुसार परीक्षण और प्रमाणन होना चाहिए, जिसमें अनुलग्नक जी के लिए कम सीसा की 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।

पॉलीप्रोपाइलीन की मजबूती पीवीसी और सीपीवीसी की आधी होती है, फिर भी इसमें सबसे अधिक बहुमुखी रासायनिक प्रतिरोध क्षमता होती है क्योंकि इसके लिए कोई ज्ञात विलायक नहीं हैं। पीपी सांद्र एसिटिक अम्ल और हाइड्रॉक्साइड में अच्छा प्रदर्शन करता है, और यह अधिकांश अम्लों, क्षारों, लवणों और कई कार्बनिक रसायनों के हल्के विलयनों के लिए भी उपयुक्त है।

पीपी रंगीन या रंगहीन (प्राकृतिक) सामग्री के रूप में उपलब्ध है। प्राकृतिक पीपी पराबैंगनी (यूवी) विकिरण से बुरी तरह क्षतिग्रस्त हो जाता है, लेकिन जिन यौगिकों में 2.5% से अधिक कार्बन ब्लैक पिगमेंटेशन होता है, वे यूवी विकिरण से पर्याप्त रूप से सुरक्षित रहते हैं।

PVDF पाइपिंग सिस्टम का उपयोग फार्मास्युटिकल से लेकर खनन तक विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है, क्योंकि PVDF मजबूत होता है, उच्च तापमान पर काम कर सकता है और लवण, प्रबल अम्ल, तनु क्षार और कई कार्बनिक विलायकों के प्रति रासायनिक रूप से प्रतिरोधी होता है। PP के विपरीत, PVDF सूर्य के प्रकाश से नष्ट नहीं होता; हालांकि, यह प्लास्टिक सूर्य के प्रकाश के लिए पारदर्शी होता है और तरल को UV विकिरण के संपर्क में ला सकता है। जबकि PVDF का प्राकृतिक, रंगहीन मिश्रण उच्च शुद्धता वाले, इनडोर अनुप्रयोगों के लिए उत्कृष्ट है, खाद्य-ग्रेड लाल जैसे रंगद्रव्य को मिलाने से तरल माध्यम पर प्रतिकूल प्रभाव डाले बिना इसे सूर्य के प्रकाश के संपर्क में लाया जा सकता है।

प्लास्टिक प्रणालियों के डिज़ाइन में कई चुनौतियाँ होती हैं, जैसे तापमान के प्रति संवेदनशीलता और ऊष्मीय विस्तार एवं संकुचन, लेकिन इंजीनियर सामान्य और संक्षारक वातावरणों के लिए टिकाऊ और लागत प्रभावी पाइपिंग प्रणालियाँ डिज़ाइन कर सकते हैं और कर चुके हैं। डिज़ाइन में सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि प्लास्टिक का ऊष्मीय विस्तार गुणांक धातु से अधिक होता है—उदाहरण के लिए, थर्मोप्लास्टिक का ऊष्मीय विस्तार गुणांक स्टील से पाँच से छह गुना अधिक होता है।

पाइपिंग सिस्टम डिज़ाइन करते समय और वाल्व प्लेसमेंट तथा वाल्व सपोर्ट पर पड़ने वाले प्रभाव पर विचार करते समय, थर्मोप्लास्टिक्स में थर्मल एलॉन्गेशन एक महत्वपूर्ण पहलू है। थर्मल विस्तार और संकुचन से उत्पन्न होने वाले तनाव और बलों को पाइपिंग सिस्टम में दिशा में बार-बार परिवर्तन करके या एक्सपेंशन लूप्स लगाकर लचीलापन प्रदान करने से कम या समाप्त किया जा सकता है। पाइपिंग सिस्टम में यह लचीलापन प्रदान करने से, प्लास्टिक वाल्व को तनाव का उतना भार सहन करने की आवश्यकता नहीं होगी (चित्र 1)।

थर्मोप्लास्टिक्स तापमान के प्रति संवेदनशील होते हैं, इसलिए तापमान बढ़ने पर वाल्व की दबाव क्षमता कम हो जाती है। विभिन्न प्लास्टिक सामग्रियों में तापमान बढ़ने के साथ दबाव क्षमता में भी कमी आती है। तरल का तापमान ही एकमात्र ऊष्मा स्रोत नहीं है जो प्लास्टिक वाल्व की दबाव क्षमता को प्रभावित कर सकता है—अधिकतम बाहरी तापमान को भी डिज़ाइन में शामिल करना आवश्यक है। कुछ मामलों में, पाइप के बाहरी तापमान को ध्यान में न रखने से पाइप सपोर्ट की कमी के कारण अत्यधिक झुकाव हो सकता है। पीवीसी का अधिकतम सेवा तापमान 140°F है; सीपीवीसी का अधिकतम 220°F है; पीपी का अधिकतम 180°F है; और पीवीडीएफ वाल्व 280°F तक के दबाव को सहन कर सकते हैं (चित्र 2)।

तापमान के दूसरे छोर पर, अधिकांश प्लास्टिक पाइपिंग सिस्टम हिमांक से नीचे के तापमान में भी काफी अच्छी तरह से काम करते हैं। वास्तव में, तापमान कम होने पर थर्मोप्लास्टिक पाइपिंग की तन्यता शक्ति बढ़ जाती है। हालांकि, तापमान गिरने पर अधिकांश प्लास्टिक की प्रभाव प्रतिरोधक क्षमता कम हो जाती है और प्रभावित पाइपिंग सामग्री में भंगुरता आ जाती है। जब तक वाल्व और उससे सटे पाइपिंग सिस्टम को कोई नुकसान न पहुंचे, उन पर किसी वस्तु से प्रहार या टक्कर न लगे, और पाइपिंग को संभालते समय गिराया न जाए, तब तक प्लास्टिक पाइपिंग पर प्रतिकूल प्रभाव कम से कम होता है।

थर्मोप्लास्टिक वाल्व के प्रकार

गेंद वाल्व,जांच कपाट,तितली वाल्वशेड्यूल 80 प्रेशर पाइपिंग सिस्टम के लिए डायफ्राम वाल्व विभिन्न थर्मोप्लास्टिक सामग्रियों में उपलब्ध हैं, जिनमें कई प्रकार के ट्रिम विकल्प और सहायक उपकरण भी मौजूद हैं। मानक बॉल वाल्व आमतौर पर ट्रू यूनियन डिज़ाइन में पाया जाता है, जिससे कनेक्टिंग पाइपिंग को बाधित किए बिना रखरखाव के लिए वाल्व बॉडी को आसानी से हटाया जा सकता है। थर्मोप्लास्टिक चेक वाल्व बॉल चेक, स्विंग चेक, वाई-चेक और कोन चेक के रूप में उपलब्ध हैं। बटरफ्लाई वाल्व धातु के फ्लैंज के साथ आसानी से जुड़ जाते हैं क्योंकि वे ANSI क्लास 150 के बोल्ट होल, बोल्ट सर्कल और समग्र आयामों के अनुरूप होते हैं। थर्मोप्लास्टिक भागों का चिकना आंतरिक व्यास डायफ्राम वाल्व के सटीक नियंत्रण को और भी बेहतर बनाता है।

पीवीसी और सीपीवीसी से बने बॉल वाल्व कई अमेरिकी और विदेशी कंपनियों द्वारा 1/2 इंच से 6 इंच तक के आकार में सॉकेट, थ्रेडेड या फ्लैंज्ड कनेक्शन के साथ निर्मित किए जाते हैं। आधुनिक बॉल वाल्वों के ट्रू यूनियन डिज़ाइन में दो नट होते हैं जो बॉडी पर कसे जाते हैं, जिससे बॉडी और एंड कनेक्टर्स के बीच इलास्टोमेरिक सील दब जाती है। कुछ निर्माताओं ने दशकों से बॉल वाल्व की बिछाने की लंबाई और नट थ्रेड्स को समान रखा है ताकि आस-पास की पाइपिंग में बिना किसी बदलाव के पुराने वाल्वों को आसानी से बदला जा सके।

पेयजल में उपयोग के लिए एथिलीन प्रोपिलीन डायीन मोनोमर (ईपीडीएम) इलास्टोमेरिक सील वाले बॉल वाल्व को एनएसएफ-61जी प्रमाणित होना चाहिए। जहां रासायनिक अनुकूलता एक चिंता का विषय है, वहां फ्लोरोकार्बन (एफकेएम) इलास्टोमेरिक सील का उपयोग एक विकल्प के रूप में किया जा सकता है। एफकेएम का उपयोग हाइड्रोजन क्लोराइड, नमक के घोल, क्लोरीनीकृत हाइड्रोकार्बन और पेट्रोलियम तेलों को छोड़कर, खनिज अम्लों से संबंधित अधिकांश अनुप्रयोगों में भी किया जा सकता है।

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

थर्मोप्लास्टिक बॉल चेक वाल्व पानी से कम विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण वाली गेंद पर निर्भर करते हैं, ताकि यदि ऊपरी सिरे पर दबाव कम हो जाए, तो गेंद वापस सीलिंग सतह पर डूब जाए। ये वाल्व समान प्लास्टिक बॉल वाल्वों के समान ही उपयोग में लाए जा सकते हैं क्योंकि ये सिस्टम में कोई नई सामग्री नहीं डालते हैं। अन्य प्रकार के चेक वाल्वों में धातु के स्प्रिंग हो सकते हैं जो संक्षारक वातावरण में टिकाऊ नहीं होते हैं।

चित्र 5. इलास्टोमेरिक लाइनर वाला बटरफ्लाई वाल्व। 2 इंच से 24 इंच तक के आकार में उपलब्ध प्लास्टिक बटरफ्लाई वाल्व बड़े व्यास वाले पाइपिंग सिस्टम के लिए लोकप्रिय है। 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-कोटेड डिस्क का उपयोग करते हैं। कुछ निर्माता बॉडी को एक ही सामग्री से बनाते हैं, लेकिन आंतरिक, गीले घटक सिस्टम सामग्री के रूप में कार्य करते हैं, जिसका अर्थ है कि पॉलीप्रोपाइलीन बटरफ्लाई वाल्व बॉडी में ईपीडीएम लाइनर और पीवीसी डिस्क हो सकती है या आमतौर पर पाए जाने वाले थर्मोप्लास्टिक्स और इलास्टोमेरिक सील के साथ कई अन्य विन्यास हो सकते हैं।

प्लास्टिक बटरफ्लाई वाल्व को स्थापित करना आसान है क्योंकि ये वाल्व वेफर शैली में निर्मित होते हैं और इनमें इलास्टोमेरिक सील लगी होती हैं। इनमें गैस्केट लगाने की आवश्यकता नहीं होती। दो मिलान करने वाले फ्लैंजों के बीच प्लास्टिक बटरफ्लाई वाल्व को कसते समय, अनुशंसित बोल्ट टॉर्क तक तीन चरणों में सावधानीपूर्वक कसना चाहिए। ऐसा सतह पर एक समान सील सुनिश्चित करने और वाल्व पर असमान यांत्रिक तनाव न पड़ने देने के लिए किया जाता है।

चित्र 6. एक डायाफ्राम वाल्व। धातु वाल्व विशेषज्ञों को पहिया और स्थिति संकेतक वाले प्लास्टिक डायाफ्राम वाल्व के शीर्ष भाग परिचित लगेंगे (चित्र 6); हालांकि, प्लास्टिक डायाफ्राम वाल्व में कुछ विशिष्ट लाभ होते हैं, जिनमें थर्मोप्लास्टिक बॉडी की चिकनी आंतरिक दीवारें शामिल हैं। प्लास्टिक बॉल वाल्व के समान, 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 का चयन कर सकते हैं। 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 वाल्व को संचालित करने की कुंजी उसकी परिचालन आवश्यकताओं का निर्धारण करना है, जैसे कि वायवीय बनाम विद्युत और डीसी बनाम एसी पावर। लेकिन प्लास्टिक के मामले में, डिज़ाइनर और उपयोगकर्ता को यह भी समझना होगा कि एक्चुएटर किस प्रकार के वातावरण में काम करेगा। जैसा कि पहले बताया गया है, प्लास्टिक वाल्व संक्षारक परिस्थितियों के लिए एक बेहतरीन विकल्प हैं, जिनमें बाहरी संक्षारक वातावरण भी शामिल हैं। इसी कारण, प्लास्टिक वाल्व के लिए एक्चुएटर की आवरण सामग्री एक महत्वपूर्ण विचारणीय विषय है। प्लास्टिक वाल्व निर्माता इन संक्षारक वातावरणों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए प्लास्टिक से ढके एक्चुएटर या एपॉक्सी-लेपित धातु के आवरण जैसे विकल्प प्रदान करते हैं।

जैसा कि इस लेख में दिखाया गया है, आज प्लास्टिक के वाल्व नए अनुप्रयोगों और स्थितियों के लिए सभी प्रकार के विकल्प प्रदान करते हैं।